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锂离子交换电池是一种新型储能设备,其特性就是大大的缩短了充电时间
电动汽车因其清洁节能的特点而被视为汽车的未来发展方向,但电动汽车的发展面临的主要技术瓶颈就是电池技术。这主要表现在以下几个方面:一是电池的能量储存密度,指的是在一定的空间或质量物质中储存能量的大小,要解决的是电动车充一次电能跑多远的问题。二是电池的充电性能。人们希望电动车充电能像加油一样,在几分钟内就可以完成,但耗时问题始终是电池技术难以逾越的障碍。动辄数小时的充电时间,让许多对电动车感兴趣的人望而却步。因此,有人又将电动车电池的充电性能称为电动车发展的真正瓶颈。
新研究的锂离子交换电池通过采用石墨烯这种神奇的材料,绕过了挑战。石墨烯因具有如下特点成为新储能设备的首选:它是目前已知导电性最高的材料,比铜高五倍;具有很强的散热能力;密度低,比铜低四倍,重量更轻;表面面积是碳纳米管两倍时,强度超过钢;超高的杨氏模量和最高的内在强度;比表面积(即单位质量物料所具有的总面积)高;不容易发生置换反应。
锂离子交换电池又称为石墨烯表面锂离子交换电池,或简称为表面介导电池(SMCS),它集中了锂电池和超级电容的优点,同时兼具高功率密度和高能量储存密度的特性。虽然目前的储能设备尚未采用优化的材料和结构,但性能已经超过了锂离子电池和超级电容。新设备的功率密度(即电池能输出最大的功率除以整个燃料电池系统的重量或体积)为100千瓦/公斤,比商业锂离子电池高100倍,比超级电容高10倍。功率密度高,能量转移率就高,充电时间就会缩短。此外,新电池的能量储存密度为160瓦/公斤,与商业锂离子电池相当,比传统超级电容高30倍。能量储存密度越大,存储的能量就越多。
在重量相同的情况下,仅以尚未优化的SMC替代锂离子电池,SMC或锂离子电池电动车的驾驶距离相同,但SMC的充电时间不到一分钟,而锂离子电池则需要数小时。
锂离子交换电池,利用锂离子可在石墨烯表面和电极之间快速大量穿梭运动的特性,开发出一种新型储能设备,可以将充电时间从过去的数小时之久缩短到不到一分钟。
杭州永洁达净化科技有限公司 离子交换树脂是一种聚合物,带有相应的功能基团。一般情况下,常规的钠离子交换树脂带有大量的钠离子。当水中的钙镁离子含量高时,离子交换树脂可以释放出钠离子,功能基团与钙镁离子结...
1848年,Thompson等人在研究土壤碱性物质交换过程中发现离子交换现象。上世纪40年代,出现了具有稳定交换特性的聚苯乙烯离子交换树脂。50年代,离子交换层析进入生物化学领域,应用于氨基酸的分析。...
强、弱酸(碱)交换器没什么区别,区别的是交换器体内的载体(离子交换树脂),当然弱酸(碱)型离子交换树脂的使用主要特点是周期制水量大,减少了排废量,自然节约了再生剂用量…。一杰水质
锂离子交换电池的阴极和阳极有非常大的石墨烯表面。在制造电池时,研究人员将锂金属置于阳极。首次放电时,锂金属发生离子化,通过电解液向阴极迁移。离子通过石墨烯表面的小孔,到达阴极。在充电过程中,由于石墨烯电极表面积很大,大量的锂离子可以迅速从阴极向阳极迁移,形成高功率密度和高能量密度。
离子交换法合成纳米级锂离子电池负极材料Li_4Ti_5O_(12)
用钛酸纳米管和LiOH溶液进行离子交换法得到了水合钛酸锂前驱体,进而在不同温度热处理制备了Li4Ti5O12。通过X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、热分析(TG-DSC)和恒电流充放电测试对反应产物进行了研究。结果表明所得前驱体在500~700℃热处理可得到纳米结构的纯相Li4Ti5O12。所得Li4Ti5O12的可逆容量约为160mAh·g-1,循环稳定性随热处理温度的提高而增强,并因具有较短的锂离子扩散距离表现出极佳的倍率性能,在1600mA·g-1(约10C)的电流密度下放电下还保持140mAh·g-1的容量。
锂离子电池充放电过程 (2)
涓流充电是用来弥补电池在充满电后由于自放电 而造成的容量损失。 一般采用 脉冲电流 充电来实现 上述目的。为补偿自放电,使蓄电池保持在近似完 全充电状态的连续小电流充电。又称维护充电。电 信装置、信号系统等的直流电源系统的蓄电池,在 完全充电后多处于涓流充电状态, 以备放电时使用。 锂离子电池 的充电过程可以分为四个阶段: 涓流充 电(低压预充) 、恒流充电、恒压充电以及充电终 止。 锂电池的充电方式是限压恒流,都是由 IC 芯 片控制的,典型的充电方式是:先检测待充电电池 的电压,如果电压低于 3V,要先进行预充电,充 电电流为设定电流的 1/10,电压升到 3V 后,进入 标准充电过程。标准充电过程为:以设定电流进行 恒流充电,电池电压升到 4.20V 时,改为恒压充电,保持充电电压为 4.20V 。此时,充电 电流逐渐下降,当电流下降至设定充电电流的 1/10 时,充电结束。下图为充