TianJinlishen, Guoxuan Hi-Tech lan tim liyane wis entuk riset lan pangembangan baterei 300 Wh / kg. Kajaba iku, isih ana akeh unit sing nindakake karya pangembangan lan riset sing gegandhengan.

Komposisi baterei lithium-ion kemasan fleksibel biasane kalebu elektroda positif, elektroda negatif, pemisah, elektrolit, lan bahan tambahan liyane sing dibutuhake, kayata tab, kaset, lan plastik aluminium. Miturut kabutuhan dhiskusi, panulis makalah iki mbagi zat ing baterei lithium-ion soft-pack dadi rong kategori: kombinasi unit potongan pole lan materi sing ora nyumbang energi. Unit Piece pole nuduhake elektroda positif plus elektroda negatif, lan kabeh elektrods positif lan Elektroda negatif bisa dianggep minangka kombinasi saka Unit Piece pole dumadi saka sawetara Unit Piece pole; zat-zat energi sing ora nyumbang nuduhake kabeh zat liyane kajaba kombinasi unit potongan pole, kayata diafragma, elektrolit, pole lugs, plastik aluminium, pita pelindung lan terminasi. tape etc.. Kanggo LiMO umum 2 (M = Co, Ni lan Ni-Co-Mn, etc.) / sistem karbon baterei Li-ion, kombinasi Unit Piece pole nemtokake kapasitas lan energi saka baterei.

Saiki, kanggo entuk target 300Wh / kg energi spesifik massa baterei, cara utama kalebu:

(1) Pilih sistem bahan berkapasitas tinggi, elektroda positif digawe saka ternary nikel dhuwur, lan elektroda negatif digawe saka karbon silikon;

(2) Desain elektrolit voltase dhuwur kanggo nambah voltase cut-off daya;

(3) Ngoptimalake formulasi slurry elektroda positif lan negatif lan nambah proporsi bahan aktif ing elektroda;

(4) Gunakake foil tembaga lan aluminium foil tipis kanggo ngurangi proporsi kolektor saiki;

(5) Tambah jumlah lapisan saka elektrods positif lan negatif, lan nambah proporsi bahan aktif ing elektrods;

(6) Ngontrol jumlah elektrolit, nyuda jumlah elektrolit lan nambah energi spesifik baterei lithium-ion;

(7) Ngoptimalake struktur baterei lan nyuda proporsi tab lan bahan kemasan ing baterei.

Antarane telung wangun baterei silinder, kothak hard Nihan lan alus-pack laminated sheet, baterei alus-pack nduweni karakteristik desain fleksibel, bobot entheng, resistance internal kurang, ora gampang njeblug, lan akeh siklus, lan energi tartamtu. kinerja baterei uga pinunjul. Mulane, baterei lithium-ion daya paket alus laminated minangka topik riset panas saiki. Ing proses desain model laminated soft-pack daya baterei lithium-ion, variabel utama bisa dipérang dadi enem aspèk ing ngisor iki. Telu pisanan bisa dianggep ditemtokake dening tingkat sistem elektrokimia lan aturan desain, lan telu pungkasan biasane desain model. variabel kapentingan.

(1) Bahan lan formulasi elektroda positif lan negatif;

(2) Kapadhetan kompaksi elektroda positif lan negatif;

(3) Rasio kapasitas elektroda negatif (N) kanggo kapasitas elektroda positif (P) (N / P);

(4) Jumlah unit pole piece (padha karo jumlah pole piece positif);

(5) Jumlah lapisan elektroda positif (ing basis saka netepake N / P, pisanan nemtokake jumlah nutupi elektroda positif, lan banjur nemtokake jumlah nutupi elektroda negatif);

(6) Area siji-sisi saka elektroda positif tunggal (ditemtokake kanthi dawa lan jembar elektroda positif, nalika dawa lan jembar elektroda positif ditemtokake, ukuran elektroda negatif uga ditemtokake, lan ukuran sel bisa ditemtokake).

Pisanan, miturut literatur [1], pengaruh jumlah unit potongan pole, jumlah lapisan elektroda positif lan area siji-sisih saka potongan elektroda positif ing energi spesifik lan kapadhetan energi baterei rembugan. Energi spesifik (ES) baterei bisa dituduhake kanthi persamaan (1).

Gambar

Ing rumus (1): x iku nomer elektrods positif sing ana ing baterei; y yaiku jumlah lapisan saka elektroda positif, kg / m2; z minangka area sisi siji saka elektroda positif tunggal, m2; x∈N*, y > 0, z > 0; e(y, z) yaiku energi sing bisa disumbangake dening unit potongan kutub, Wh, rumus pitungan ditampilake ing rumus (2).

Gambar

Ing rumus (2): DAV punika voltase discharge rata-rata, V; PC punika rasio saka massa saka materi aktif elektroda positif kanggo massa total saka materi aktif elektroda positif plus agen konduktif lan Binder,%; SCC punika kapasitas tartamtu saka bahan aktif elektroda positif, Ah / kg; m(y, z) yaiku massa unit potongan kutub, kg, lan rumus pitungan ditampilake ing rumus (3).

Gambar

Ing rumus (3): KCT minangka rasio saka total area elektroda positif monolitik (jumlah area lapisan lan area foil tab) menyang area siji sisi elektroda positif monolitik, lan luwih saka 1; TAl punika kekandelan saka kolektor saiki aluminium, m; ρAl minangka kapadhetan kolektor saiki aluminium, kg / m3; KA minangka rasio saka total area saben elektroda negatif menyang area siji-sisi saka elektroda positif tunggal, lan luwih saka 1; Tcu punika kekandelan saka kolektor saiki tembaga, m; ρCu minangka kolektor arus tembaga. Kapadhetan, kg/m3; N / P punika rasio kapasitas elektroda negatif kanggo kapasitas elektroda positif; PA punika rasio saka massa materi aktif elektroda negatif kanggo massa total materi aktif elektroda negatif plus agen konduktif lan Binder,%; SCA punika rasio saka elektroda negatif Kapasitas materi aktif, Ah / kg. M(x, y, z) yaiku massa zat sing ora nyumbang energi, kg, rumus pitungan ditampilake ing rumus (4)

Gambar

Ing rumus (4): kAP yaiku rasio area aluminium-plastik menyang area siji sisi elektroda positif tunggal, lan luwih saka 1; SDAP punika Kapadhetan area saka aluminium-plastik, kg / m2; mTab minangka massa total elektroda positif lan negatif, sing bisa dideleng saka konstanta; mTape minangka massa total tape, sing bisa dianggep minangka konstanta; kS minangka rasio saka total area pemisah menyang total area lembaran elektroda positif, lan luwih saka 1; SDS yaiku Kapadhetan area pemisah, kg / m2; kE yaiku massa elektrolit lan baterei Rasio kapasitas, koefisien minangka nomer positif. Miturut iki, bisa disimpulake yen paningkatan faktor tunggal x, y lan z bakal nambah energi spesifik baterei.

Kanggo nyinaoni pentinge pengaruh jumlah unit potongan kutub, jumlah lapisan elektroda positif lan area siji sisi elektroda positif tunggal ing energi spesifik lan kapadhetan energi baterei, lan elektrokimia. aturan sistem lan desain (yaiku, kanggo nemtokake materi elektroda lan rumus, Kapadhetan kompaksi lan N / P, etc.), lan banjur orthogonally gabungke saben tingkat saka telung faktor, kayata nomer Unit Piece pole, jumlah lapisan elektroda positif, lan area siji-sisi saka Piece siji saka elektroda positif, kanggo mbandhingaké materi elektroda ditemtokake dening klompok tartamtu lan analisis Range dileksanakake ing energi tartamtu diwilang lan Kapadhetan energi saka baterei adhedhasar rumus, Kapadhetan kompak lan N/P. Asil desain lan pitungan ortogonal ditampilake ing Tabel 1. Asil desain ortogonal dianalisis nggunakake metode rentang, lan asil ditampilake ing Gambar 1. Kapadhetan energi lan energi spesifik baterei mundhak kanthi monoton kanthi jumlah unit potongan kutub. , jumlah lapisan elektroda positif, lan area siji-sisi saka elektroda positif siji-potong. Antarane telung faktor jumlah unit potongan pole, jumlah lapisan elektroda positif, lan area sisi siji saka elektroda positif tunggal, jumlah lapisan elektroda positif duwe pengaruh sing paling signifikan ing energi spesifik saka baterei; Antarane telung faktor saka area siji-sisi, area siji-sisi saka katoda monolitik duweni pangaruh sing paling penting ing kapadhetan energi baterei.

Gambar

Gambar

Bisa dideleng saka Figure 1a yen energi spesifik baterei mundhak kanthi monoton kanthi jumlah unit potongan kutub, jumlah lapisan katoda, lan area siji-sisi saka katoda siji-potong, sing verifikasi bener analisis teoretis ing bagean sadurunge; faktor paling pinunjul mengaruhi energi tartamtu saka baterei punika jumlah lapisan positif. Bisa dideleng saka Figure 1b manawa Kapadhetan energi baterei mundhak kanthi monoton kanthi jumlah unit potongan kutub, jumlah lapisan elektroda positif, lan area siji-sisi saka elektroda positif tunggal, sing uga verifikasi bener. saka analisis teori sadurunge; Faktor sing paling penting sing mengaruhi Kapadhetan energi baterei yaiku area siji sisi elektroda positif monolitik. Miturut analisis ing ndhuwur, kanggo nambah energi tartamtu saka baterei, iku kunci kanggo nambah jumlah lapisan elektroda positif sabisa. Sawise nemtokake wates ndhuwur sing bisa ditampa saka jumlah lapisan elektroda positif, atur tingkat faktor sing isih ana kanggo entuk syarat pelanggan; Kanggo Kapadhetan energi baterei, iku kunci kanggo nambah area siji-sisi elektroda positif monolithic sabisa. Sawise nemtokake wates ndhuwur sing bisa ditampa saka area siji-sisi elektroda positif monolitik, atur tingkat faktor sing isih ana kanggo nyukupi syarat pelanggan.

Miturut iki, bisa disimpulake yen energi lan Kapadhetan energi tartamtu saka baterei monotonically mundhak karo nomer Unit Piece pole, jumlah lapisan elektroda positif, lan area siji-sisi saka siji elektroda positif. Antarane telung faktor jumlah unit potongan pole, jumlah lapisan elektroda positif, lan area sisi siji saka elektroda positif tunggal, pengaruh jumlah lapisan elektroda positif ing energi spesifik baterei yaiku paling pinunjul; Antarane telung faktor saka area siji-sisi, area siji-sisi saka katoda monolitik duweni pangaruh sing paling penting ing kapadhetan energi baterei.

Banjur, miturut literatur [2], dibahas babagan carane nyilikake kualitas baterei nalika mung kapasitas baterei sing dibutuhake, lan ukuran baterei lan indikator kinerja liyane ora dibutuhake miturut sistem bahan sing ditemtokake lan teknologi pangolahan. tingkat. Pitungan kualitas baterei kanthi jumlah piring positif lan rasio aspek piring positif minangka variabel bebas ditampilake ing rumus (5).

Gambar

Ing rumus (5), M(x, y) yaiku massa total baterei; x iku nomer piring positif ing baterei; y minangka rasio aspek saka piring positif (nilaine padha karo jembaré dibagi dawa, kaya sing ditampilake ing Gambar 2); k1, k2, k3, k4, k5, k6, k7 minangka koefisien, lan nilai kasebut ditemtokake dening 26 paramèter sing ana hubungane karo kapasitas baterei, sistem material lan tingkat teknologi pangolahan, deleng Tabel 2. Sawise paramèter ing Tabel 2 ditemtokake , saben koefisien Banjur ditemtokake yen hubungan antarane 26 paramèter lan k1, k2, k3, k4, k5, k6, lan k7 prasaja banget, nanging proses derivasi banget rumit. Miturut matématis deriving woro-woro (5), kanthi nyetel nomer piring positif lan rasio aspek saka piring positif, kualitas baterei minimal sing bisa ngrambah dening desain model bisa dijupuk.

Gambar

Figure 2 Diagram skematis saka dawa lan jembaré baterei laminated

Tabel 2 Parameter desain sel laminasi

Gambar

Ing Tabel 2, nilai spesifik yaiku nilai parameter nyata baterei kanthi kapasitas 50.3Ah. Parameter sing cocog nemtokake yen k1, k2, k3, k4, k5, k6, lan k7 yaiku 0.041, 0.680, 0.619, 13.953, 8.261, 639.554, 921.609. , x punika 21, y punika 1.97006 (jembaré elektroda positif punika 329 mln, lan dawa 167 mm). Sawise optimasi, nalika nomer elektroda positif 51, kualitas baterei paling cilik.