本研究提出了一种方法,该方法可以使用放电电压下降曲线在储能系统(ESS)中使用放电电压下降曲线来预测锂离子电池寿命的终结。该方法是根据发现随着循环循环而增加的发现,即锂离子电池的电压下降,并且可能与剩余容量有关。关键想法是在使用ESS期间以恒定的C率插入全部充电和放电的额外周期。在这个周期中,电压下降和容量之间的关系是通过回归技术离线建立的。然后将其用于估计电池周期期间的SOH和RUL。粒子滤波器(PF)算法应用于该末端,其中分别以降解和回归模型为状态和测量模型,并以样品的形式估算容量。然后将所获得的样品用于预测未来的行为,从中确定了RUL分布。研究的结论是,锂离子电池的电压下降可能是电池健康的良好指标,而PF是一个有用的工具,即使在用途周期中间的电荷放电条件发生变化时,也可以准确预测统治。
抽象准确的电池健康状况(SOH)评估是电池系统安全稳定操作的关键之一。基于洛伦兹图(LP)提出了一种新型的锂离子电池模块的快速SOH评估方法。在某个SOC间隔中,模块的平均Lorenz半径(ALR)作为该模块SOH的健康因素提取。研究结果表明,随着电池模块年龄的增长,模块的ALR值逐渐增加了充电曲线的低SOC范围或放电曲线。当将20%SOC的ALR值作为健康因素提取时,ALR-SOH评估模型表示线性负相关,其优点超过0.99。当提取包含20%SOC的任何SOC间隔的电压数据以计算模块的ALR值时,基于放电电压的ALR-SOH评估模型的准确性通常比基于充电电压的高度更好。使用从排放期间10%SOC开始的任何SOC间隔的电压数据计算模块的ALR值时,基于放电电压数据的ALR-SOH评估模型的效果高于0.97,这表明基于LP的SOH评估方法的稳健性。这将为此方法的实际应用提供充足的选择。
图 2. 在锂/聚合物电解质/阴极电池格式中减少阳极处过量锂的影响。 (A、C) 凝胶聚合物电解质和干 PEO+LiTFSi 电解质的充电/放电电压曲线,分别具有厚(~600 µm)锂阳极。 (B、D) 凝胶聚合物电解质和干 PEO+LiTFSi 电解质的充电/放电电压曲线,分别具有薄(~13 µm 厚)锂阳极。 阴极是 NMC811,含炭黑,PEO+LiTFSi 作为粘合剂和阴极电解液。 使用的电流密度为 C/20(C 速率基于 NMC811 的 200 mAh/g 容量计算,直至 4.3 V vs. Li/Li + )。 电压限制为 3.0 - 4.3 V。 所有循环均在 70 °C 下进行。 (E) 放电容量,标准化为第一次循环的放电容量,作为循环数的函数。注意:厚 Li|Gel PE|NMC811 电池随后短路,因此仅显示五个数据点(如 a 所示)。
利用三维受限磁控溅射源 (L-3DMS) 在低于 100 C 的温度下成功沉积了超薄锡掺杂结晶氧化铟 (ITO) 薄膜 (≤ 50 nm)。在低处理温度下沉积的超薄 ITO 薄膜的电阻率和迁移率分别约为 ∼ 5 × 10 − 4 · cm 和 > 30 cm 2 /Vs (厚度为 30 nm)。据信,利用 L-3DMS 沉积的超薄 ITO 薄膜的高质量与 L-3DMS 的高密度等离子体和低放电电压改善了 ITO 薄膜的结晶度和氧空位有关,这使得能够在低处理温度下形成晶体结构。关键词:透明导电氧化物 (TCO)、3-D 受限磁控溅射、ITO 薄膜、高等离子体密度、晶体结构、低温。
摘要:由于可再生自然资源的丰富性和可持续性,从中获取能源已引起广泛关注。海水是一种天然可用的、丰富的可再生资源,覆盖了地球表面的70%以上。可以使用海水作为电解质来源来激活备用电池。这些电池非常安全,具有高功率密度、稳定的放电电压、高比能量和长的干燥储存寿命,广泛应用于海洋勘探仪器、救生设备和水下武器。本综述对海水激活电池进行了全面的介绍。在这里,我们根据海水在电池中的不同功能将海水激活电池分为金属半燃料、高功率和可充电电池。然后介绍了这些电池的工作原理和特点,并描述了它们的研究现状和实际应用。最后,我们对海水激活电池的发展进行了展望,并强调了推动进一步发展的实际问题。
高能密度可充电锂电池正在由研究人员追求,因为它们具有撤销的潜在性质。当前的晚期实用锂离子电池的能量密度约为300 W·H·kg-1。继续将电池的能量密度提高到更高的水平,可能会导致某些领域的重大爆炸发展,例如电航空。在这里,我们制造了实用的小袋型可充电锂电池,其重量级能量密度为711.3 W·H·kg-1,而且体积能量密度为1653.65 w·h·h·h·l-1。这是通过使用高性能的电池材料来实现的,包括高容量的锂富含岩石的阴极和具有高特定能量的薄锂金属阳极,并结合了极其先进的工艺技术,例如高负载电极制备和瘦电解质注入。在此电池材料系统中,研究了宽扩大的电荷/放电电压范围内阴极材料的结构稳定性,并研究了界面修饰的薄锂电极的沉积/溶解行为。
摘要:间歇性和瞬时可再生能源迫切需要发展具有高功率能量密度的本质安全电能存储技术。水系锂离子电池(ALIB)由于其不易燃的特性而成为一种很有前途的集成技术。然而,受阳极材料的限制,它们的能量密度与非水系电池的能量密度存在相当大的差距。在此,首次尝试将 Wadsley-Roth 相铌基氧化物(M-Nb-O)用于水系锂离子阳极。通过与 M-Nb-O 阳极(Zn2Nb34O87)的代表物配对,ALIB 的输出电压、能量密度和功率密度显着增加,长期循环寿命显着提高。单独来看,能量型全电池(NCM811// Zn2Nb34O87)可产生高记录密度能量(191.5 Wh kg −1),平均放电电压高达约 2.25 V,而功率能量型全电池(LiMn2O4//Zn2Nb34O87)在超高粉末密度 16 489 W kg −1 下表现出优异的倍率性能,能量密度高达 30.0 Wh kg −1。
在当今迅速发展的技术世界中,电池已成为生物医学行业挽救生命设备的关键组成部分。从心脏起搏器到植入的心脏逆转表纤维(ICD),电池在确保这些设备有效,可靠,安全地运行方面发挥了关键作用。这些电池的区别是它们的高功率和能量密度,确保了稳健的性能,并坚持坚定不移的可靠性和安全标准来保护患者的福祉。它们的适应性和灵活性可以无缝整合到多种医疗应用中,并通过可预测的放电电压,低自我放电率,长期使用寿命和关键的寿命终止指示机制进行补充。在心律管理的领域内,电池赋予了关键设备,例如起搏器,无铅起搏器,ICD,心脏重新同步治疗(CRT)和心脏可植入的电子设备(CIEDS),以确保维持最佳心脏功能。本文研究了医疗行业中使用的各种电池类型,特别关注以锂为基的电池的流行,以其可靠性和高能量密度而闻名。此外,这项贡献为技术进步和对创新医疗解决方案的不断升级的需求所驱动的蓬勃发展的生物医学电池市场提供了见解。这篇评论还强调了现代医疗保健中电池不可或缺的性质,催化了开创性的医疗创新并增强了患者护理。
迫切需要高性能可充电电池来满足电网规模固定式储能的需求。高温电池系统,例如 Na-S 电池、Na-NiCl2 电池(ZEBRA 电池)和液态金属电极 (LME) 电池,表现出高功率密度和高循环稳定性等优点,但也受到高工作温度的影响。我们最近发明了熔融锂金属电池的新概念,它由液态锂阳极、合金(Sn、Bi、Pb)液态阴极和锂离子导体作为固体电解质组成。这里我们展示了一种在相对较低的 210 C 温度下工作的熔融金属氯化物电池。该电池设计包括熔融(AlCl3-LiCl)阴极、固体电解质(石榴石型 Li6.4La3Ta0.6Zr1.4O12(LLZTO)陶瓷管)和熔融锂阳极。组装的 AlCl3-LiCl||LLZTO||Li 全电池的平均放电电压为 1.55 V,能量效率为 83%,已成功循环 100 次(800 小时),容量没有衰减。电池的理论比能为 350 Wh/kg,根据电极材料的重量估计成本为 11.6 美元/千瓦时。考虑到高性能、高安全性、低工作温度和原材料成本低,我们的新型熔融电极电池系统为固定式储能开辟了新的机会。
脑电图 (EEG) 是一种非侵入性工具,通过将电极放置在人体头皮上来测量大脑活动,从而检测神经元放电电压。虽然 EEG 技术存在信噪比差和仅捕获表面大脑活动等局限性,但它仍然是诊断癫痫和睡眠障碍等疾病的可靠方法 [ 1 ]。自动编码器 [ 2 ] 是一类特殊的神经网络,用作编码器-解码器对。编码器通过逐步减少各层的神经元数量,最终达到瓶颈层,将输入数据压缩为压缩表示,称为潜在空间。相反,解码器通过逐渐增加后续层中的神经元数量从这种压缩形式重建输入数据。这种压缩和重建过程使网络能够有效地捕获输入数据的显着特征。卷积变分自动编码器 (CVAE) [ 3 , 4 ] 通过合并卷积层扩展了此框架,使其特别适合处理图像数据。与标准自动编码器不同,CVAE 生成概率潜在空间。这种概率方法有助于学习稳健的特征,并增强模型生成类似于训练数据的新数据实例的能力。利用卷积层,CVAE 可以利用数据中的空间层次结构,从而增强其分析和重建图像数据中固有的复杂模式和纹理的能力。因此,CVAE 在要求详细