可充电锂离子电池在一系列应用中至关重要,包括便携式电子,电动汽车和网格尺度储能。这样的电池取决于锂离子在阳极和阴极之间通过液体电解质的运动。下一代可充电电池的一种有希望的策略是使用固体电解质和由锂金属制成的阳极 - 这些细胞被称为锂金属固态电池。然而,这些设备容易出现故障机制,在该机制中,锂(称为树突)在电池运行过程中形成并刺穿电解质。第287页,Ning等。 1个对这种机制的启示,揭示了可能使实际上有用的锂金属固态电池更接近现实的细节。 锂离子电池具有许多潜在的用途,因为它们是模块化,便携式和可靠的。 它们还受益于长寿命,高能量密度(需要在需要充电之前延长使用)和高功率密度(与充电时间短)。 尽管如此,仍然有不断的推动来提高这些电池的安全性,能量密度和功率密度。 在常规锂离子电池中,液体电解质易燃,可以驱动不需要的侧面反应,从而限制电池的寿命。 使用固态电解质的固态电池正在由学术,工业和政府研究人员2进行研究,部分原因是声称这样的电池比传统的同行3。第287页,Ning等。1个对这种机制的启示,揭示了可能使实际上有用的锂金属固态电池更接近现实的细节。锂离子电池具有许多潜在的用途,因为它们是模块化,便携式和可靠的。它们还受益于长寿命,高能量密度(需要在需要充电之前延长使用)和高功率密度(与充电时间短)。尽管如此,仍然有不断的推动来提高这些电池的安全性,能量密度和功率密度。在常规锂离子电池中,液体电解质易燃,可以驱动不需要的侧面反应,从而限制电池的寿命。使用固态电解质的固态电池正在由学术,工业和政府研究人员2进行研究,部分原因是声称这样的电池比传统的同行3。具有“双极堆叠”配置和能量密度阳极的固态电池也可能会显着改善能量密度和功率密度2。
基于Li-Garnet Li 7 La 3 Zr 2 O 12(LLZO)电解质的抽象固态锂离子电池近年来已经快速发展。与常规的基于电解质的同行相比,这些固态系统有望满足对安全,不易用和耐温温度的储能电池的迫切需求。在本愿景文章中,我们回顾了当前的研究追求,并讨论了LLZO固态电解质(SSE)用于固态电池的局限性。特别强调了对固态阴极,LLZO SSE和LI金属阳极层制造目前方法论的利弊的讨论。此外,我们讨论了固态阴极中LLZO厚度,阴极面积容量和LLZO含量在Li-Garnet固态电池的能量密度上的贡献,总结了它们所需的值,以匹配常规液体系统的能量密度。最后,我们重点介绍了朝着最终的Li-Garnet固态电池商业化时必须解决的挑战。
热管理对于实现锂离子电池的高效,耐用且安全的操作至关重要,而温度稳定性对于电池性能和耐用性至关重要。主动水冷却是改善电池组演奏的最佳热管理方法,从而使锂离子电池达到更高的能量密度和均匀的热量散热。
摘要:激光定向能量沉积 (L-DED) 是一种值得注意的增材制造方法,其中金属粉末通过喷嘴喷涂,然后使用激光逐层压实。与其他增材制造工艺不同,DED 对制造部件尺寸的限制较少,这使其有利于生产大型部件。然而,在增材制造中使用 DED 需要仔细优化各种工艺参数,包括激光功率、送粉速率、喷嘴扫描速度和沉积路径,因为这些参数会显著影响制造部件的几何形状和性能。最近的研究已经广泛调查了在不同能量密度下通过 DED 制造的部件的微观结构和性能,但对与送粉相关的变量的研究仍然缺乏。在本研究中,以粉末线密度 (PLD) 为参数,观察到在使用 STS316L 进行 DED 增材制造时,焊珠几何形状、微观结构和力学性能的变化以及送粉密度的变化。通过粉末进料速率和扫描速度控制,利用粉末线密度对 STS316L 合金粉末进行 1 线沉积,从而能够在沉积过程中观察焊珠的几何形状和熔池形状。此外,通过控制粉末线密度的 DED 制造方形样品,以观察由此产生的微观结构和机械性能。观察到,即使在相同的能量密度下,样品也会根据粉末线密度表现出不同的晶粒形貌、微观结构和机械性能,各向异性的变化尤其显著。这凸显了粉末进料密度作为与能量密度一起优化 DED 增材制造工艺的关键变量的重要性。本研究的结果有望通过调节粉末进料密度来帮助控制金属增材制造工艺中制造部件的各向异性和强度。
多体系统(微观和宏观)中的统计涨落对物理学有着非常重要的作用,因为它们编码了关于可能的相变、耗散和聚集现象的关键信息[1-6]。涨落的一个尚未开发的新特征是,在量子效应变得重要的情况下,小系统的涨落会增加。我们在最近的两篇论文[7、8]中定量分析了这种影响,在这些论文中,我们讨论了玻色子和费米子热气体中能量密度的涨落。我们的结果表明,在描述重离子碰撞时,相对论流体动力学中使用的流体元素概念存在局限性。当子系统的尺寸降至约0.5 fm以下时,能量密度涨落(对于温度和粒子质量的典型值)变得如此之大,以至于它们与它们的平均值相当。在这种情况下,具有明确能量密度的流体单元的物理图像变得不合理。我们
在过去的五年中,Lini X Mn Y Co Z O 2的研究已大大转向更高的能量密度。达到如此高密度的一种方法是增加Ni含量,并靶向所谓的“ Ni-Rich”位置,从622起(占NI的60%,占MN和CO的20%),以180 mAh/g的特定容量为180 mAh/g,并倾向于811个组成,以210 mAh/g的材料为210 mAh/g。减少钴含量可以增加能量密度和伏特,并降低电池成本和可持续性。Astrabat在高压(> 4.45 V vs li/li+)和高镍NMC(NMC811)上探讨了NMC622稳定的稳定性。NMC等级是针对项目中开发的氟植物电解质和电池的核心档位设计的,考虑到3D制造细胞所需的墨水喷射打印过程。
技术。这些电池依赖于液体电解质。作为液体,这些电解质对温度敏感,并且由于较低的能量密度而保持较少的能量。较低的能量存储等于较小的范围。正在开发几种替代电池解决方案,最著名的是固态电池。固态电池使用的固体电解质在高温和低温下性能很好,并且能量密度较高。这项技术会转化为每充电和更快的充电时间。丰田已经从事固态电池技术工作了几年,最近发布了一个固态电池的发布时间表,其性能水平不同(范围/充电时间),估计目标日期为2028年。但是,该公司对新的电动汽车汽车开发的发展速度很慢,因此将新电池纳入将在2028年将其提供给消费者的产品。与其他拥有电动汽车产品计划的制造商对专利的固态技术的无私共享还有待观察。
非常适合涡轮市场,包括固定翼和旋翼的应用,TB44快速启动飞机的发动机,并具有优质的能量密度-Nanophophate®Lithium-ion Cells可提供每公斤能量的3倍,导致电池比铅酸或镍 - 镀镍 - 替代品轻40%。