弥补可再生能源发电与消费分配之间的脱节。虽然存在抽水蓄能和压缩空气等固定式储能,但它们缺乏灵活的外形尺寸和较低的能源效率限制了它们在城市社区的可扩展应用。[2] 因此,人们认为电池更适合用于大规模储能,能够部署在家庭、城市和远离电网、传统电力基础设施无法到达的地方。当今的电池技术以锂离子电池 (LIB) 和铅酸电池为主。虽然 LIB 在电动汽车和便携式电子设备等新兴市场表现出色,但其在大规模电网储能中的部署仍然受到高成本、低安全性和可持续性问题的阻碍。[3] 迫切需要其他能够满足低成本、高性能和安全性综合特性的替代方案。此外,迄今为止,处理大量报废电池的方法尚未完全开发出来,导致电池废物的积累,这可能会抵消其理应实现的环境效益。在成本方面,数十年的工业商业化使 LIB 的价格与刚进入市场时相比下降了一个数量级以上。这是通过改进 LIB 的活性成分(例如更好的电极和电解质材料)和非活性成分(例如集电器、隔膜、包装等)以及简化制造协议来实现规模经济而实现的。然而,如今 LIB 的生产水平优化已接近饱和极限,越来越明显的是,消除使用昂贵的元素(如锂、钴和镍)对于进一步降低每千瓦时成本($/千瓦时)至关重要。[4] 对能源安全的担忧和供应链中的地缘政治考虑也促使无法在当地获得此类材料的国家寻求替代化学品来满足储能需求。因此,钠离子电池 (NIB) 及其商业化有望成为电网储能应用中 LIB 的替代品之一。NIB 具有许多优点,包括元素丰富、每千瓦时成本低以及对环境无害。虽然人们普遍认为 NIB 的电化学性能不如传统的 LIB,但
当前的隧道安全概念是基于常规燃料车事故的经验。未来几年的过渡将涉及使用诸如氢,天然气和电动汽车的替代燃料。中,似乎在不久的将来,中型和小型车辆将由锂离子电池(城市汽车)电动供电。带有锂离子电池(LIB)的电动汽车的主要问题在于释放速率(HRR),以及Lib Fire释放的有毒化合物。可以通过温度,电力和机械滥用来触发飞向火的热逃亡。后者通过电池管理系统(BMS)或单元架构进行管理更为复杂。在当前工作中,显示了通过指甲测试测试的LIB的初步结果。测试和建模的LIB细胞是三星INR-18650-29E。在100%的SOC达到800°C的SOC温度下测试了此类单元,最大压力值约为4 bar。测量了腔室内CO的浓度。测得的CO水平范围为3000-4000 ppm(v),与其他研究相当。Comsol上实施的模型由两个组件组成:一个1D模型,旨在通过伪两维(P2D)模型模拟电池的电化学行为,而3D模型仅模拟传热。关键字:lib; bev; hrr;有毒释放
摘要:锂离子电池(LIB)具有高能量/功率密度,低自我放电速率和较长循环寿命的优势,因此被广泛用于电动汽车(EVS)。但是,在低温下,Libs的峰值功率和可用能量急剧下降,充电期间锂镀层的风险很高。这种不良的性能显着影响电动汽车在寒冷天气中的应用,并极大地限制了高纬度地区的电动汽车的促进。最近这项挑战引起了很多关注,尤其是调查低温下LIB的性能下降并探索解决方案。但是,在此主题上存在有限的评论。在这里,我们彻底回顾了有关电池性能降低,建模和预热的最新技术,旨在推动有效的解决方案来解决LIBS的低温挑战。我们概述了在低温下LIB的性能限制,并量化了在低温下LIB的(DIS)充电性能和电阻的显着变化。考虑到低温影响因素的各种模型也被制表和总结,并改进了描述低温性能的建模。此外,我们对现有的加热方法进行了分类,并强调诸如供暖率,能耗和终生影响等指标,以提供对加热方法的基本见解。最后,概述了当前关于低温LIB的研究的局限性,并提供了未来研究方向的前景。
这项工作对锂离子电池(LIB)的热行为进行了简洁的综述及其与衰老,热量产生,热管理和热衰竭的关系。我们着重于促进阳极中主要老化机制的温度效应,并比较不同细胞化学的日历和骑自行车衰老模式之间的这些效果。我们回顾了减轻老化的策略,包括电池热管理系统(BTMS)的设计,电池用户的最佳实践以最大程度地减少压力因素的影响以及适当的阳极材料选择。我们讨论了LIB的热产生和表面温度变化,包括不同细胞化学的比较。我们分析了由于极端事件无法反驳BTM的极端事件而引起的LIB的热力故障,例如过度充电。最后,我们确定了与LIB的热行为对其性能和生命周期的影响相关的主要挑战和机会,包括阳极材料选择,BTMS设计和快速充电方法的趋势。
锂离子电池(LIB)由于高能密度而引起了多年的高级电源和能源储能设备的极大关注。随着对LIB的大量可逆能力,高安全性和长期稳定性的迅速增长,近几十年来,更多的探索集中在开发高性能阴极材料上。碳基材料是自由度高的电导率,较大的表面积和结构机械稳定性,是LIB的最有前途的阴极修饰材料之一。此功能综述系统地概述了Libs的碳基材料的显着进步。首先代表了使用碳涂层的阴极材料的常用合成方法和最近的研究进展。然后,总结了LiCoo 2,Lini X Co Y Al 1-X-Y O 2和LifePo 4阴极材料的最新成就和挑战。此外,还讨论了对阴极材料的性能的不同基于碳的纳米结构的影响。最后,我们总结了碳基材料对LIB的阴极材料设计的挑战和观点。
引言在电动汽车,固定能源存储和消费产品中使用锂离子电池(LIB)的使用呈指数增长,行业正在为对寿命终止(EOL)管理服务的需求不断增长做准备。在原始产品中不再可行的LIB时,可以将电池重新使用,重新用于另一种产品类型(例如电动汽车电池以固定存储),再回收或在垃圾填埋场中使用。1,2 LIB模块通常被归类为通用废物(具有简化处理要求的有害废物类别)。垃圾填埋场 - 即使在标题为危险的废物垃圾填埋场中 - 由于与其他选择相关的好处,也不建议使用。回收自由液体从原本浪费中产生价值,并避免生产新电池所需的维珍材料采矿。这避免了获得锂,钴,镍和其他金属的相关环境,社会和全球运输的影响。收集使用的模块是必要的1)为有价值和关键的材料建立国内可及性,2)支持全球许多国家的刚起步的自由回收行业。因此,回收已成为LIB的有利和建议的选择。3这本白皮书审查了LIB回收行业的状态,可用的可用回收方法以及有望在2030年商业化的有希望的回收创新和进步。
可充电自由作为高级电源,在便携式电子设备和新型混合动力/电动汽车领域表现出了一定程度的功能。1,2此外,这些应用激发了具有更高能量,更快的充电/放电速率,更长的环状寿命和更好安全性可靠性的更高能量的开发。作为LIB中最关键的组件,优化当前的电极材料并用稳定的电化学性能利用新电极材料。3,4但是,所有这些目标都需要对电池材料的结构变化及其在电化学过程中的性能之间的关系,循环和衰老期间的降解机制,通过利用各种特性方法及其组合在升高温度下的热分解行为之间有深入的理解。5-8
尽管电网规模固定式锂离子电池储能系统的部署正在加速,但这种新型基础设施对环境的影响尚未得到充分研究。迄今为止,已有少量环境生命周期评估 (LCA) 和相关研究审查了相关的环境影响,但它们依赖于各种方法和系统边界,而不是采用一致的方法。关于 LIB 运输应用的大量 LCA 文献包含与固定式 ESS 相关的选定生命周期清单数据,但并未包含固定式系统独有的特征,例如系统材料平衡、运行概况,甚至不同的报废 (EOL) 阶段需求。这篇重要的文献综述调查了现有的电网规模固定式 LIB ESS 研究,并强调了有关综合环境影响的研究差距。为了对 LIB 系统中并网储能的环境影响进行可靠评估,需要对并网 LIB 系统进行进一步专门分析 - 除了生产阶段之外,还涵盖使用阶段(电池操作)和 EOL。例如,到目前为止,系统地评估储能系统运行的后续影响的研究一直集中在能源套利和频率调节应用上。未来的工作还应考虑 ESS 提供其他电网服务的影响。虽然固定式 LIB ESS 的 EOL 成本和影响是电网规模 ESS 的潜在资产所有者和关键用户(如电力公司和项目开发商)的重要考虑因素,但文献中尚未涉及这些问题。© 2019 作者。由 Elsevier BV 出版这是一篇根据 CC BY-NC-ND 许可协议开放获取的文章(http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/)。
锂离子电池(LIB)的快速开发面临其安全瓶颈的挑战,呼吁进行设计和化学创新。在拟议的策略中,固态电池(SSB)的开发似乎是最有前途的解决方案,但迄今为止,没有实用的SSB大规模应用。SSB的实际安全性能也受到挑战。在本文中,对LIB安全问题进行了简要审查,并强调了安全简短的LIBS。提出了准SSB化学中的系统安全设计,以征服LIB的内在安全性弱点,并根据现有研究访问效果。据信,SSB化学设计中的系统和有针对性的解决方案可以有效地提高电池安全性,从而促进LIBS的更大规模应用。
摘要电子和离子运输控制锂离子电池(LIB)操作。在不同电荷状态下锂离子过渡金属氧化金属(LMOX)阴极中电子传输的操作研究可以评估LIB的健康状况及其性能的优化。我们报告了在离子门控晶体管(IGT)构造中在Operando中控制的不同电荷状态的Lib阴极材料中的Electronic运输。我们考虑了LINI 0.5 MN 0.3 CO 0.2 O 2(NMC532) - 和LIMN 1.5 Ni 0.5 O 4(LNMO)基于常规Lib Cathodes中的配方材料,在有机电解质LP30中运行,并在有机电解质LP30中运行(1M Lipf 6中的LIPF 6中的LIPF 6中:乙烯碳酸烯基碳酸盐:Dimethylyyy基碳酸盐碳酸盐碳酸盐1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:1:V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V/V)NMC532-和基于LNMO的阴极材料被用作转移通道材料,LP30用作离子门控培养基。超出了其对Lib的领域的影响,我们的工作将基于混合离子和电子传输(包括神经形态计算)的新型设备设计。