非水系钠电池是下一代电化学储能装置的理想候选者。然而,尽管其在室温下性能表现良好,但它们在低温(如 < 0 °C)下的操作会受到电解质电阻增加和固体电解质界面 (SEI) 不稳定性增加的不利影响。在此,为了解决这些问题,我们提出了特定的电解质配方,其中包括线性和环状醚基溶剂以及三氟甲磺酸钠盐,它们在低至 -150 °C 的温度下仍具有热稳定性,并能够在低温下形成稳定的 SEI。在 Na||Na 纽扣电池配置中测试时,低温电解质可实现低至 -80 °C 的长期循环。通过原位物理化学(例如 X 射线光电子能谱、低温透射电子显微镜和原子力显微镜)电极测量和密度泛函理论计算,我们研究了高效低温电化学性能的机制。我们还报告了在 -20°C 和 -60°C 之间对完整的 Na||Na 3 V 2 (PO 4 ) 3 纽扣电池的组装和测试。在 -40°C 下测试的电池显示初始放电容量为 68 mAh g -1,在 22 mA g -1 下经过 100 次循环后容量保持率约为 94%。
锂离子电池(LIB)已成为绿色经济过渡的重要技术,因为它们被广泛用于便携式电子,电动汽车和可再生能源系统中。固体电解质中相(SEI)是LIB的正确操作,性能和安全性的关键组成部分。SEI源于阳极 - 电解质界面的最初热量稳定性,所得的电解质还原产物通过形成电化学缓冲窗口稳定界面。本文旨在使第一个(但很重要)步骤,以增强广泛使用的反应力场(RAEXFF)的参数化,以确保对LIBS中SEI成分的精确分子动力学(MD)模拟。为此,我们专注于氟化锂(LIF),这是一种非常感兴趣的无机盐,这是由于其在钝化层中的有益特性。该协议在很大程度上依赖于各种python库,该库旨在与原子模拟一起使用,允许对所有重新聚体步骤进行强有力的自动化。所提出的配置集和所得数据集,允许新的Reaxff恢复无机盐的固体性质,并改善MD模拟中的质量传输属性预测。优化的REAXFF通过准确调节固体晶格中锂的扩散性,从而超过了先前可用的力场,从而在室温下预测的两阶提高了两阶数字。然而,我们对模拟的全面研究表明,Reaxff对训练集的敏感性很强,从而使其能够插入势能表面具有挑战性。因此,可以通过利用提出的互动重新聚体化协议来构建数据集,从而有效地利用RAEXFF的当前表述来建模特定且定义明确的现象。总体而言,这项工作代表了精确的反应性MD模拟迈克斯的重要第一步,阐明了Reaxff力场参数化的挑战和局限性。所证明的局限性强调了通过我们的交互式重新聚集协议开发更通用和先进的力场来提高仿真的潜力,从而实现了将来更准确,更全面的MD模拟。
摘要:维持基于硅的阳极的物理完整性,该阳极受到骑自行车期间严重变化造成的损害,这是其实际应用的重中之重。通过将纳米座粉与硅片与锂离子电池(LIBS)制造阳极(libs)的阳极(LIBS)的阳极(LIBS)混合,从而显着改善了基于硅粉的阳极的性能。纳米 - 膜粘附在硅片的表面上,并分布在薄片之间的粘合剂中。借助丰富的反应性表面连锁官能团和暴露的纳米原子悬挂键,促进了一致且坚固的固体电解质相(SEI),从而促进了硅片和阳极的物理完整性的增强。因此,电池的高速放电能力和循环寿命得到了改善。sem,拉曼光谱和XRD检查阳极的结构和形态。电化学性能在200个周期后评估了近75%的能力保留,在4 mA/cm 2的测试电流下,最终的特异能力超过1000 mAh/g。这归因于通过在阳极中将纳米座和硅片整合到纳米座中实现的固体电解质相(SEI)结构的稳定性,从而实现了增强的循环稳定性和快速的电荷 - 电荷 - 递送性能。这项研究的结果提出了一种有效的策略,即通过在基于硅 - 弗拉克的阳极中添加纳米座量来实现高循环表现。
5 正如埃尔温·薛定谔在其 1944 年出版的《生命是什么?》(第 28-29 页)一书中所写:“我们在此显然面临一些事件,它们的规律性展开是由一种与物理学的概率机制完全不同的机制所引导的。(…)我们必须准备好寻找一种新型的物理定律。(…)它只不过是量子理论原理的重演。”《简单的量子力学》解释了量子理论原理,该原理在完整的量子世界所铸造的语境“夹克”中得到展现(quanta.pdf 第 6 页)。这是赋予量子世界现实地位的唯一方法,“刚好处于可能性和现实之间的中间”(维尔纳·海森堡)。这同样适用于引力场的现实:“人们不可能想象,引力场是一种‘现实’,也是一种‘虚构’。” (阿尔伯特·爱因斯坦,《自然科学》第 48 卷(1918 年)第 697-702 页,第 700 页。)在这两种情况下,我们都面临着一种准局部现实形式(canvas.pdf 第 8 页):没有“局部引力能量-动量”(MTW 第 467 页),也没有来自完整量子世界的局部量子“外壳”。共同点是准局部 4+ 0 D 时空,由时间之箭驱动:全局思考,局部行动(waves.pdf)。很简单,不是吗?
我要感谢Habilitation Julia Franz,Dominic Busch和BurkhardSchäffer的专家导师的成员。BurkhardSchäffer多年来一直在他的教授职位上为我提供了一个学术意义,并给了我自由追求自己的利益。在此期间与我们在一起的学生助理通过抨击和评论文本部分,即Merle Medrow,Konstantin Regner,Felix Sonnberger和Noelle Kuntz来支持这项工作。Max Beisswenger将感谢您对访谈的比例转录。克里斯蒂娜·穆勒(ChristinaMüller),弗洛里安·乌兹(Florian Utz)和托马斯·弗洛斯(Thomas Clever)帮助我创建了应用程序分析的经验材料,并且也总是在丰富讨论伙伴。我们要感谢所有在科学工作帮助下做出重大贡献的学生辅助工人。
属性表2 - 至关洪水泛滥标准的关键基础设施表3 - 结构的分类(ASCE/SEI 24)表4 - 用于对现有设施和防洪项目进行实质性维修/改进的洪水范围的绩效标准表5 - 洪水设施的防洪效果 - 新设施的洪水标准表6 - 洪水泛滥范围 - 洪水泛滥的爆炸式爆炸性爆炸性爆炸式工艺设计 - 建筑范围 - 建筑范围 - 建筑范围 - 建筑范围 - 建筑范围 - 建模波峰高程
使用具有较高能力和功率密度的电极的开发,需要对材料界面和体系结构进行全面的理解和精确控制。电化学力学在这种复杂界面的形态演化和稳定性中起着不可或缺的作用。电极材料的体积变化和电极/电解质界面的化学相互作用导致不均匀应力场和结构上不同的相互作用,从根本上影响了基本的运输和反应动力学。这种机械耦合的起源及其对降解的影响独特取决于界面特征。在这篇综述中,分析了固体 - 液界面和固体 - 固体界面上化学机械耦合和故障机制的独特性质。对于锂金属电极,表面/微结构异质性在液体电解质中的固体电解质相(SEI)稳定性(SEI)稳定性和树突生长以及接触损失和用固体电解质的纤维触摸渗透的关键作用。在复合电极方面,根据微结构耦合的电化学机电属性的关键差异被描述为基于互化和转换化学的化学属性。从液体转移到此类阴极中的固体电解质,我们强调了固体 - 固体接触对传输/机械响应,电化学性能以及诸如颗粒裂纹和分层等故障模式的显着影响。[doi:10.1115/1.4057039]最后,我们介绍了未来的研究方向的看法,以及解决实现下一代锂金属电池的潜在电化学机械挑战的机会。
传统锂离子电池建模没有提供足够的信息来准确验证在实时动态操作条件下电池的性能,尤其是在考虑各种老化模式和机制时。为了改善当前方法,本文提出了一个可以捕获实时数据并整合SEI层生长,阳极裂纹传播和锂电池之间的强耦合的锂离子电池数字双胞胎。它可以用来估算从宏观全细胞水平到显微镜颗粒水平的衰老行为,包括在动态老化条件下的电压 - 电流特征,可以预测基于镍甲虫 - 雄性 - 果胶(NMC)基于锂离子电池的降解行为,并有助于进行电化学分析。该模型可以改善细胞衰老的根本原因分析,从而对衰老机制耦合效应有定量的理解。开发了带有动态放电轮廓的三个充电协议,以模拟真实的车辆操作场景,并用于验证数字双胞胎,结合操作数阻抗测量,验尸后分析和SEM,以进一步证明结论。数字双胞胎可以准确预测电池容量在0.4%MAE之内淡出。结果表明,SEI层的生长是能力降解和阻力增加的主要因素。基于对模型的分析,得出的结论是,与标准的连续充电Pro烟光相比,提出的多步充电协议之一可以减少基于NMC的锂离子电池的降解。本文代表了未来物理知识的机器学习开发的坚定物理基础。
作者非常感谢斯德哥尔摩环境研究所 (SEI) 的 Dimas Fauzi、Uttam Ghimire、Charlie Heaps、Pimolporn Jintarith、Kuntum Melati 和 Silvia Ulloa,感谢他们自 2023 年 3 月以来全力支持培训和指导东盟绿色未来 (AGF) 研究人员实施低排放分析平台 1 (LEAP),用于能源规划和气候变化缓解评估。LEAP 为东南亚各地的 AGF 研究人员提供了一种通用语言、共享工具和一个透明的沟通和协作平台。SEI 为 AGF 准备的初始模型启动了区域建模过程,使 AGF 研究人员能够在坚实的基础上继续构建电力模型并独立进行自己的分析。通过减少对外部专业知识的依赖,这促进了区域能源规划的长期可持续性,并使利益相关者能够参与能源转型进程并为明智的决策做出贡献。作者还对泰国法政大学可持续能源与建筑环境研究部和泰国发展研究所的支持表示感谢。作者感谢我们的专家审稿人——泰国发展研究所的 Areeporn Asawinpongphan 博士和双威大学亚洲总部联合国可持续发展解决方案网络的 Goh Chun Meng 博士对本报告的宝贵和慷慨的贡献。免责声明
热失控可能是锂(Li)-ion电池的最坏危险情况。可能的原因是,对于检查PLE,是内部或电池内部的故障,例如内部电池短电路,是补间电池,电阻增加,大坝老化电气连接或显着电流负载。电池充电,过电流或过度升温也会触发热事件。固体电解质相(SEI)的分解性均超过60至70°C的细胞核温度。 如果温度进一步升高,则分离器从聚丙烯或聚乙烯中融化135至165°C之间。 以下内部短路引发了放热反应,进而导致TEM Perature迅速上升[2,3]。 结果,阳极,电解质和阴极分解,释放易燃的碳氢化合物气体。 如果温度继续升高,则这些气体可能会自发点燃。固体电解质相(SEI)的分解性均超过60至70°C的细胞核温度。如果温度进一步升高,则分离器从聚丙烯或聚乙烯中融化135至165°C之间。以下内部短路引发了放热反应,进而导致TEM Perature迅速上升[2,3]。结果,阳极,电解质和阴极分解,释放易燃的碳氢化合物气体。如果温度继续升高,则这些气体可能会自发点燃。