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World File Search System镍氢电池
印度理工学院鲁尔基分校
印度理工学院罗尔基分校 系/中心/学院名称：化学工程系 科目代码：CHL-544 课程名称：锂离子电池基础 LTP：3-1-0 学分：4 学科领域：PEC 课程大纲：电化学基础、电化学电池；一次电池、二次电池（铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池）；锂离子电池基础知识：工作原理、电池组件、阳极材料、阴极材料、电解质、隔膜、充电、放电；锂离子电池的制造/组装、形成过程、老化和容量分级、测试电化学性能、安全性；外形尺寸、锂离子电池的应用（便携式电子产品、电动汽车、固定式储能等）、不同应用中的具体要求、电池模块和组、热管理、电池管理系统、电池老化/退化、热失控、安全问题、等效电路建模、基于物理的建模、锂离子电池中的传输现象、锂离子电池的回收。
电池测试设施
TUV 印度（TÜV NORD 集团）作为领先的检验、认证和测试机构，已建立最先进的电气、电子和工业机械产品测试实验室。我们的领域专家开发出真正优秀的解决方案，使您的业务更加安全，提高产品和服务的质量，确保安全和合规。我们的服务为您提供技术、流程、产品、业务决策和活动的安全、保障和质量方面的重要收益。凭借我们在各自当地和国际标准方面的专业知识，我们提供一站式解决方案，以加强您的产品及其在全球和当地市场的可信度。因此，我们与您合作，帮助您在竞争激烈的市场中取得突出地位。我们最先进的设施配备了世界一流的基础设施、优秀的人力资源、高端测试设备和仪器、最新一代设备，可根据标准方法对安全性和性能进行准确的分析和测试，并提供可靠的结果。我们还提供内部和现场设施，这进一步提供了在整个产品开发生命周期中满足时间表方面的灵活性。解决方案： 用于汽车、UPS / 逆变器、应急照明、储能系统等的铅酸电池。 用于玩具、太阳能花园照明、飞机启动、备用电源等的镍镉电池 (Ni-Cd)。 用于插电式混合动力汽车、消费电子产品等的镍氢电池 (Ni-MH)。 用于电动汽车 (EV)、移动电话、便携式消费电子产品、笔记本电脑、医疗设备、通讯设备、温度计等的锂离子电池 (Li-ion)。
泰国 - 可持续交通
市场概况 泰国的电动两轮车市场虽然仍处于起步阶段，但正在发展壮大。 陆路交通部目前提供的数据显示，在 2200 多万辆注册摩托车中，只有 8783 辆是电动的 1。但是，根据国家能源技术中心 ENTEC (ENTEC) 的 S 曲线发展模型的预测，该模型与 2035 年电动汽车 (EV) 目标相一致，表明到 2025 年电动两轮车和三轮车的数量将激增至 60 万辆，到 2035 年将达到 875 万辆。预计的增长部分归因于政府对电动汽车购买的激励措施，例如对电动摩托车购买的补贴，以及实施战略措施以加强电动汽车制造商在泰国的存在。 在产品细分方面，电动踏板车占据市场主导地位，其次是踏板辅助电动自行车、电动摩托车和电动三轮车等其他变体。到目前为止，密封铅酸电池仍占主导地位，因为它们具有成本效益，而且市场上 36V 和 48V 低压电动两轮车占主导地位。更先进的电动两轮车和三轮车使用锂离子和镍氢电池。固定充电的不可拆卸电池是标准选择。然而，电池交换站商业模式在泰国 2 引起了越来越多的关注，并且正在制定电池交换标准。政府推动电气化的举措，例如“30@30”政策 3 ，再加上自行车制造商普遍致力于遵守严格的标准，预示着该行业的未来前景良好。新兴国家和发达国家都雄心勃勃地开启了电动汽车的新时代
设计双频控制 DC-DC 降压转换器...
现代 4G 智能手机内置高速多核处理器、千兆字节闪存、高分辨率彩色显示屏、3G/4G 和蓝牙无线通信设备 [1]。因此，智能手机的静态功耗与笔记本电脑或手持平板电脑相当。此外，实时视频流等新的现代应用需要不断使用 LED 背光显示屏或云计算服务，这无疑将大幅增加总功耗 [2]。4G 智能手机的上述所有增强功能将增加电池寿命的压力，并加剧了对更高效电源管理系统的紧迫性 [3]。然而，广泛用于提供电源的镍镉/镍氢电池和锂离子电池在满足智能手机中各种应用的能量和功率需求方面非常有限。最近的一项研究支持了这一观点，该研究表明，在过去十年中，其能量密度仅翻了一番，从 300 Whr/升增加到 600 Whr/升 [ 4 ]。因此，可行的解决方案是通过提高智能手机中电源管理单元 (PMU) 的电源效率来降低整体电池功耗。过去几年中，有许多有趣的研究工作 [ 5 , 6 ]，它们提出了 3G/4G 智能手机的各种功耗使用模型。智能手机中的现代电源管理系统 [ 7 ] 用于从具有宽输入范围变化的电池源产生恒定或可变的输出电压电源，例如 NiCd/NiMH，1.1-2 V，或 Li-Ion，2.5-4.2 V [ 8 , 9 ]。电源转换器（降压/升压）是智能手机电源管理单元 (PMU) 中不可或缺的组成部分，如图 1 所示。其目的是为智能手机中的不同组核心模块 [ 1 ] 提供良好调节的电源电压。智能手机 PMU 的完整图示可在此处找到 [ 10 ]。
关于 LFP 锂离子电池的效率
能源转型需要将新的消费者行为（减少消耗）与可再生能源（避免碳排放）结合起来。这一良性过程成功的关键因素是能源存储能力，以便根据用户需求调整能源供应。锂电池已经在各种领域的能源存储中发挥着主导作用 [1]，[2]：电子产品、电动工具、电动汽车。在电网等更高能量水平的应用中，抽水蓄能是中心舞台，但电池开始被视为一种重要的解决方案，特别是在智能电网的情况下 [3]。关于最佳存储技术所需的特性，重点通常放在价格、寿命、安全性和可靠性上。然而，效率非常重要，因为在混合动力汽车或智能电网等应用中，能量交换可能非常频繁。即使铅酸仍然是使用最广泛的电池，锂离子目前也是新型存储应用中电池的主要技术 [4]。锂离子电池的主要优点是能量密度高、功率密度高、效率高、使用寿命长。相反，它们的主要缺点是安全性和火灾隐患，这意味着需要严格监控电池组内每个电池的温度和电压。另一个潜在的缺点是，这些技术对环境的影响仍在观察中 [ 5 ]。锂离子化学的多样性（与性能的多样性相关）可以看作是一个有吸引力的特性，可以调整技术以适应特定应用的限制。然而，这种多样性导致需要准确了解性能以及影响它们的关键因素 [ 6 ]。Kang 等人 [ 7 ] 确定锂离子的效率取决于电流和充电状态 (SoC)，并且高于镍氢电池的效率。在之前的一些研究中，我们表明，能量效率会因电池老化而改变，因此不仅要考虑新电池的效率，还要考虑电池老化对电池性能的影响。
印度关键矿产储量有限，参与者需要长期供应来源 CareEdge
孟买，11 月 13 日（PTI）评级机构 CareEdge 周三表示，由于印度的锂、钴、镍和其他关键矿产资源有限，国内企业需要从拥有大量储量的国家获得长期供应，并专注于电池的再利用和回收。CareEdge 表示，这将带来环境效益，并降低与进口这些矿产相关的价格和供应风险。印度已设定了一个雄心勃勃的目标，即到 2030 年将可再生能源满足其 50% 的一次能源需求（占年销售额的百分比）。评级机构表示，为了实现这一目标，印度需要大量普及电动汽车 (EV) 以及电网级储能容量，而这种预期的转变将大大增加印度对先进化学电池的需求，特别是锂离子 (Li-ion) 电池，因为传统电池如铅酸电池和镍氢电池存在局限性。 CareEdge Ratings 总监 Hardik Shah 表示：“印度对锂离子电池存储的需求预计将大幅增长，主要原因是电动汽车的普及和可再生能源存储需求。因此，由于印度的千兆级集成电池产能即将投入使用，预计到 2027 财年，印度对进口的依赖将从目前的近乎完全依赖大幅下降至 20% 左右。”Shah 表示，由于锂离子电池制造需要锂、钴和镍等稀缺矿物，而印度的这些矿物自然储量有限，“国内企业需要从储量丰富的国家获得长期供应来源，同时专注于电池的再利用和回收，这将带来环境效益，并降低进口这些矿物的价格和供应风险。”
先进高性能计算的最新进展与展望
enough 及其同事 [2] 发现 LiCoO 2 正极可以在 3–4.3 V 相对于 Li + /Li 0 的范围内提取大量的 Li +。1982 年，Yazami 和 Touzain 报道了以石墨为固体电解质时 Li + 离子的电化学活性，这成为了商业化锂离子电池 (LIB) 的重要基础。 [3] 1985 年，Yoshino 发明了一种由 LiCoO 2 正极和碳质负极组成的新电池，它显示出合理的可逆容量和显著增强的循环性能。 [4] 随后，索尼于 1991 年将 LIB 商业化；与镍镉和镍氢电池相比，它们表现出更高的质量能量密度和体积能量密度。 [5] 由于其高可逆容量和可观的日历寿命，LIB 已广泛应用于消费产品（如相机和笔记本电脑）和纯/混合动力 (H) 电动汽车 (EV)。根据组成 LIB 的元素价格表，钴（15.54 美元）比镍、锰和铝贵，后三种元素的价格分别为 5.90 美元、1.06 美元和 0.77 美元 LB −1（2020 年 2 月 6 日的实时价格，http://www.infomine. com/investment/metal-prices/）。这促使人们寻找低成本、高容量的替代正极材料，以推广采用 LIB 作为电源的 EV/HEV（图 1 a）。[6] 用层状结构中的其他元素取代钴可能会获得优异的电池性能。例如，富镍的 Li[Ni1−x−yCoxMny]O2 具有高容量（200–250mAhg−1）和高电压操作（≈3.8V vs Li0/Li+）以及更好的化学稳定性，由于 Ni3+/4+（eg）氧化还原能与 Co3+/4+（t2g）和 Mn3+/4+（t2g）带上方的 O2−2p 带顶部没有明显的重叠，所以氧损失更少。 [7,8] 然而，由于 Li+ 和 Ni 2+ 的离子半径相似（0.76 Å），合成化学计量的 LiNiO 2 很困难，即在合成过程中，Ni 2+ 很容易占据锂板中的 3b 锂位并形成[Li 1-xNix]3a[Ni1-x]3b[O2]6c。锂层中的 Ni 2+ 不仅阻碍了 Li+ 的顺利扩散，而且导致不可逆容量和较差的循环寿命。[9] 通常，LiNiO 2 在深度脱锂后表现出从第一个六方到单斜（H1 到 M），单斜到第二个六方（M 到 H2），最后从第二个六方到第三个六方（H2 到 H3）相的渐进相变，[10] 这限制了 LiNiO 2 的制备。
固态锂硫电池的放电机理
实用产品开发。锂离子电池已成为替代镍氢电池的主要候选者，然而，对续航时间更长、充电速度更快、续航里程更远的电动汽车的需求，使得后锂离子电池材料、结构和系统的研究变得多样化[1-3]。一种潜在的、有吸引力的替代品是固态电池；其前提是用固态离子导体取代锂离子电池中常见的有机液体电解质[4,5]。宽电化学窗口、不可燃性以及实现锂金属阳极的潜力是将固态电池推向下一代储能前沿的优势。然而，要与传统的液体电解质竞争，实现高锂离子电导率是一个巨大的挑战。固态离子领域发展迅速，各种能够在中等温度下实现快速锂离子传输的锂离子导体正在实现下一代电化学存储。聚合物、凝胶、熔融盐和陶瓷电解质在集成到实际设备中时各有优势，也面临挑战；然而，硫化物基电解质已成为有力竞争者，其电导率可匹敌甚至超越有机液体电解质 [6]。LGPS、Li 7 P 3 S 11 玻璃陶瓷、银锗石 Li 9.54 Si 1.74 P 1.44 Cl 0.3 是表现出优异 Li + 电导率的电解质例子，尽管在电化学窗口和抵抗锂金属强还原电位的能力方面结果不一[5,7-9]。Sakamoto 等人 [10] 通过拉曼光谱证明了硫代磷酸锂 Li 3 PS 4 在与对称 Li-Li 电池循环后还原形成 Li 2 S 和 Li 3 P 产物，这已通过原位 XPS 实验证实并通过 DFT 计算进行预测 [11,12]。研究表明硫化物电解质还会与高压正极发生反应，形成的薄界面足以降低电池容量和循环能力。为实现该技术，用 LiNbO 3 进行表面改性可以阻碍化学交叉扩散并减少空间电荷层的锂损耗 [13]。高能正极研究对于实现全固态锂电池至关重要。硫作为高能量密度正极的出现是正极、电解质和隔膜技术的产物，旨在实现高倍率下的可逆容量。硫的优点是理论容量高（1675 mAh g -1 ），这平衡了低平均正极放电电位（~2.0 V），从而产生高理论能量密度（~2600 Wh kg -1 ）。然而，必须克服重大挑战，例如硫和多硫化物溶解在电解质中，有机电解质的持续分解以及锂金属的树枝状生长。其结果是无法在长时间循环过程中保持容量，而解决方案则是采用精妙的材料设计和工程来封装和保护活性材料。碳、聚合物和隔膜技术在实现高负载和可持续硫正极方面都发挥了至关重要的作用 [14-16]。或者，更换有机液体电解质可以提供一条多方面的途径来解决持续的 SEI 形成和多硫化物溶解问题，因此固态 Li-S 电池有可能拥有出色的循环寿命。事实上，利用固体电解质已显示出无需封装活性材料就能提高容量保持率，这为高负载活性材料以增加能量密度并降低成本铺平了道路 [17-20]。为了实现这样的改进，阐明放电机制将加深对电化学反应的理解，并为进一步改进扩大电池电极所需的设计和工艺提供见解。在这里，我们通过分离碳、固态电解质（非晶态 Li 3 PS 4，LPS）和硫/硫化锂这三种基本成分的反应性，研究了固态硫阴极复合阴极的制备过程如何影响电化学放电。研究人员最近意识到