本文考虑了通过热塑性材料挤出和聚合物粉末床熔合来 3D 打印锂离子电池的能力。重点研究了由聚丙烯、LiFePO 4 作为活性材料和导电添加剂组成的正极配方,从电化学、电气、形态和机械角度彻底讨论了这两种增材制造技术的优缺点。基于这些初步结果,提出了进一步优化电化学性能的策略。通过全面的建模研究,与经典的二维平面设计相比,强调了各种复杂的三维锂离子电池结构在高电流密度下的增强电化学适用性。最后,研究了通过多材料打印选项工艺直接打印完整锂离子电池的能力。
在2.3×10 - 5和1.4×10 - 4 s cm -1之间,具体取决于特定的IL。此外,对于[PMPYRR] [TFSI]样品,获得了最高的锂反式数量为0.71。li/lifepo使用这些SPES在不同C速率下在室温下显示出出色且稳定的电池性能。[PMPYRR] [TFSI]样品达到了最高的排放能力值,分别达到137 mAh.g -1和117 mAh.g -1在C/10和C/2速率,库仑效率高(〜100%)和低容量后,在100个周期后淡出较高的容量。使用P(VDF-TRFE-CFE)允许开发室温固态锂离子电池,并且改进的结果与高聚合物介电常数相关,从而促进了IL离子离子的解离,从而提高了离子迁移率。
在电极设计中寻求范式shi提供增强的二级锂离子电池(LIBS)的性能,对于将来的储能非常重要。1 - 3在追求高能量密度和低成本设备时,具有高度容量的晚期电极吸引了关注。4 - 7个LIB细胞通常由活性成分,导电材料和粘合剂组成,这些组件需要仔细调整胶体化学和界面工程。主动组件(例如LifePo 4和LiCoo 2系统)有助于能量密度,但约占商业液体总质量的40%,因此严重限制了其性能的提高和广泛的应用。8,诸如当前收集器,聚合物粘合剂和导电添加剂等非活性材料降低了能量密度,但对于改善机械稳定性和电流分布是必不可少的。9因此,构造厚的电极以促进高质量载荷
化学LIFEPO 4标称电压12.8 V标称容量110 AH标称能量1.4 kWh输入电荷电压13.8 V -14.6 V 14.0 V建议使用100%SOC电压13.8 V低电压截止值10.5 V左电荷10.5 V大电荷电荷电荷电流100 A最大排放电流100 A MAX MAX CONT。200 A激增工作温度。请参阅80%DOD 2000周期寿命13.3公斤重量13.3千克寿命50%DOD 5000循环平行功能是no尺寸L 636 mm D 235 mm h 50 mm h 50 mm特征
锂离子电池(LIB)的独特特征,例如它们的长寿命和高能量密度特征,已促进了它们的全球知名度,并巩固了其作为从便携式电子设备到电动汽车的各种应用的最重要电源的地位。1 - 3液体仍然是消费电子产品和电动汽车中最广泛的电源,甚至是20 - 25年。4,5每年对LIB的需求已达到700 GWH,预计到2030年将攀升至空前的4.7 TWH。6 libs通常包含基于李的阴极(LiCoo 2,Limn 2 O 4,Lini X Mn Y Co Z O 2,Lini X Co Y Al Z O 2,LifePo 4),阳极(石墨),电解质(有机溶剂中的LIPF 6)和分离剂(聚丙烯或多乙烯)。7基于Li的阴极是Libs的关键组成部分;
摘要:LifePo 4的电导率低(10 -9 s/cm)的形式弱。提高电导率的努力之一是通过碳涂料。这项研究使用了柚木木屑(Tectona Grandis)的碳源。通过碳化法的合成,温度变化为350、450和550°C,并通过激活过程。由于过程的简单性,LFP/C的合成使用了固态方法。基于SEM-EDX结果,碳形态似乎是碳含量最高81.73%的微纤维。XRD和FTIR分析的结果表明,LFP/C阴极材料具有正交结构。同时,SEM结果以多面体形式显示了材料的形态。EIS测试的电导率值最高为3.31 x 10 -3 s/cm,并且特定能力的结果获得的最高值为36.18 mAh/g。
碳纳米管(CNT)近年来一直在LIB电极的发展中成为下一代导电添加剂。CNT由在管状结构中排列的SP 2碳组成。它们的纵横比使它们成为导电添加剂的理想选择,其中一些品种的直径在纳米尺度上,并且长度在微米尺度上。它们的性质是可调的,并且取决于层,结构缺陷,平均物理维度和表面功能化的数量。由于这种独特的结构和高电子电导率,CNT有望降低电极的欧姆电阻,提高快速充电期间的容量和容量的保留,并最终延长周期寿命。lifepo 4(LFP)是Lib阴极的活性材料,由于其高热稳定性,循环稳定性和低成本,因此越来越多地采用。但是,LFP的电导率较低。在LFP中添加少量CNT可以提高电导率,从而使LFP/CNT成为LIB电极中日益流行的组合。
锂元素吸引了对能量储能的吸引力。锂是一种光元素,在元素周期表中的氢和氦气之后表现出低原子数3。锂原子具有释放一个电子并构成正电荷的强烈趋势,如li +。最初,锂金属被用作负电极,该电极释放了电子。然而,观察到其结构在重复电荷 - 分离循环重复后发生了变化。为了解决此问题,阴极主要由层金属氧化物和橄榄组成,例如氧化钴,Lifepo 4等,以及锂的某些内容物,而阳极由石墨和硅隔开。此外,在适当的溶剂中使用锂盐制备电解质,以获得更大的锂离子。由于锂离子的角色,电池的名称被用作锂离子电池。在此,提出的工作描述了锂离子电池的工作和操作机理。此外,锂离子电池的一般观点和未来的前景也得到了评估。关键字
● ARCI 开发出创新且低成本的工艺,用于合成锂离子电池阴极材料原位碳改性 LiFePO 4 (LFP)。自主开发的大型反应堆利用阳光和水等可持续能源生产大量氢气。研究人员已经开发出一种廉价的方法,将碳涂覆在锂离子电池(用于电动汽车)的锂金属氧化物电极上,由于碳涂层的保护作用,电池的寿命将加倍。已经开发出一些技术来纠正工业过程中的压力和流量不一致,从而节省以蒸汽形式浪费的电力,以及将高灰分印度煤转化为甲醇。JNCASR 的科学家们发现了一种新的无铅 (Pb) 材料,它可以有效地将废热转化为我们的小型家用设备和汽车的动力。
全稳态锂离子电池(LIB)吸引了潜在安全的存储系统。1-7此外,近年来,已经对3D打印技术进行了调整以使Libs的制造,从而允许方便地生产柔性设计,例如微型3D形状。原则上,使用简单的打印系统可以将这种微电池直接集成到包含各种电子设备的基板上。最近,已经提供了用于Lib的阴极和阳极的3D可打印墨水。8-13在此工作,Lewis等。 意识到,使用3D可打印电极制造的锂离子微生物具有正确调整的流变学和电化学特性。 8 Kohlmeyer等。 开发了阴极的Lifepo 4和LiCoo 2(LCO)墨水,阳极的Li 4 Ti 5 O 12(LTO)油墨。 11这些墨水由通常用于电极制备的材料组成:活性材料,碳纳米纤维,聚(乙烯基氟化物)(PVDF)(PVDF)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。 可打印的电解质墨水对于打印完整的电池也很重要,并且一些研究小组报告了可打印电解质,如表S1所述。 14-18 Cheng等。 使用高温直接ink写作技术开发了3D打印的混合固态电解质。 15电解质墨水由溶解在n-丙基-N-甲基吡咯烷的N-丙基N-甲基 - n-甲基 - 甲基二硫酸锂(li -tfsi)组成8-13在此工作,Lewis等。意识到,使用3D可打印电极制造的锂离子微生物具有正确调整的流变学和电化学特性。8 Kohlmeyer等。 开发了阴极的Lifepo 4和LiCoo 2(LCO)墨水,阳极的Li 4 Ti 5 O 12(LTO)油墨。 11这些墨水由通常用于电极制备的材料组成:活性材料,碳纳米纤维,聚(乙烯基氟化物)(PVDF)(PVDF)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。 可打印的电解质墨水对于打印完整的电池也很重要,并且一些研究小组报告了可打印电解质,如表S1所述。 14-18 Cheng等。 使用高温直接ink写作技术开发了3D打印的混合固态电解质。 15电解质墨水由溶解在n-丙基-N-甲基吡咯烷的N-丙基N-甲基 - n-甲基 - 甲基二硫酸锂(li -tfsi)组成8 Kohlmeyer等。开发了阴极的Lifepo 4和LiCoo 2(LCO)墨水,阳极的Li 4 Ti 5 O 12(LTO)油墨。11这些墨水由通常用于电极制备的材料组成:活性材料,碳纳米纤维,聚(乙烯基氟化物)(PVDF)(PVDF)和N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)。可打印的电解质墨水对于打印完整的电池也很重要,并且一些研究小组报告了可打印电解质,如表S1所述。14-18 Cheng等。 使用高温直接ink写作技术开发了3D打印的混合固态电解质。 15电解质墨水由溶解在n-丙基-N-甲基吡咯烷的N-丙基N-甲基 - n-甲基 - 甲基二硫酸锂(li -tfsi)组成14-18 Cheng等。使用高温直接ink写作技术开发了3D打印的混合固态电解质。15电解质墨水由溶解在n-丙基-N-甲基吡咯烷