Литий-ионные аккумуляторы должны остаться. Тем не менее, существуют аспекты этих устройств электрохимического хранения, которые могут быть улучшены. Одной из таких областей является электролит. Невилл Пэрри, исследователь-химик Halocarbon Products Corp., выступит с докладом на выставке Battery Show в Нови, штат Мичиган 12 сентября под названием «Фторированные материалы, чтобы улучшить производительность в литий-ионных батареях». Пари работал над фторированными электролитами для нескольких лет и поговорил с Design News о некоторых преимуществах этой новой концепции.
Органические вопросы
Жидкий электролит внутри коммерческой литиево-ионной батареи является органическим растворителем. Его задача — обеспечить прохождение ионов лития между положительным (катодным) и отрицательным (анодным) электродами во время зарядки и разрядки. Он также должен предотвращать саморазряд, который мог бы произойти, если бы электроны могли проходить через электролит между анодом и катодом. Пока напряжения остаются ниже 4,2 вольта, электролиты органического растворителя являются стабильными. Чтобы увеличить плотность энергии и емкость хранилища, исследователи хотели бы увеличить рабочее напряжение ячейки до 4,4 вольт или выше. Но есть проблема.
Электролиты нормального органического растворителя начинают окисляться, когда напряжения достигают диапазона от 4,3 до 4,4 вольт. «Основная цель с литиево-ионными батареями в ближайшем будущем — в два раза. Вы хотите сделать батарею более безопасной, и вы хотите повысить плотность энергии », — сказал Невилл Пабри Design News . «Используемые в настоящее время материалы, которые используются для электролитов в батареях сегодня, как правило, не стабильны при переходе на более высокие напряжения. Когда вы идете на 4.3 или 4.4 вольта, материалы, которые используются для создания электролита, сегодня начинают разрушаться, потому что они не обладают хорошей окислительной стабильностью », — пояснил он.
Несмотря на плотность энергии среди самых высоких из всех электрохимических батарей, литий-ионные элементы по-прежнему намного отстают от жидких углеводородных топлив, таких как бензин. Увеличение плотности энергии улучшило бы жизнь ноутбука или мобильного телефона или расстояние, пройденное EV по обвинению.
| Фтор . Пэри возглавляет исследовательскую работу по галогенуглероду для изучения фторированных материалов в качестве добавок или сорастворителей для органических электролитов. «Используя фторированные растворители, которые мы готовим, они, как правило, намного более устойчивы к окислению», — сказал Паври. «Вам нужно намного больше энергии для разрыва углеродной фторсодержащей связи по сравнению с углеродной водородной связью. Поскольку вам нужно намного больше энергии, соединения более стабильны, и их можно использовать при этих более высоких напряжениях без каких-либо проблем », — сказал он нам. «Фторированные сорастворители и добавки имеют значительно большую окислительную стабильность. Они будут стремиться не разлагаться, когда вы переходите к 4.3, 4.4, 4.5 вольтам. » Галоуглерод особенно хорошо подходит для проведения такого рода исследований. «У нас есть большой опыт создания различных фторированных молекул, — сказал Паври. «Около двух лет назад мы искали новые рынки для входа и выяснили, что можем войти в рынок литиево-ионных батарей. У нас есть способность поместить фтор на разные части молекул, а затем изучить, как они будут вести себя внутри системы, которая в этом случае является аккумуляторной системой. Мы быстро поняли, что наша специальность делает органические соединения, поэтому мы пошли вперед и вступили в партнерские отношения с производителями электролитов и компаниями-аккумуляторами и начали с нашей помощью проверять наши материалы в батареях », — пояснил он. Структурированный подход «Мы используем этот подход, основанный на структурированной активности (SAR), чтобы сузить кандидатов, которые имеют лучшую эффективность не только в велоспорте, но также и в снижении воспламеняемости электролита и других аддитивных свойств, таких как антигазовое и создание лучших слоев SEI (твердоэлектролитных межфазных) », — сказал Паври. На большинстве снимков впечатляющих батарейных огней именно этот электролит обеспечивает топливо. «Когда вы заменяете водород фтором в соединении, вы обычно уменьшаете воспламеняемость», — отметил Паври. ССЫЛКИ ПО ТЕМЕ:
Благодаря открытому инновационному подходу Halocarbon к добавкам литий-ионных электролитов, которые он разрабатывает, компания находит реальную силу в совместной работе со своими отраслевыми партнерами. «Мы не приходим на этот рынок с одним соединением. Галоидоуглерод является специализированной фторуглеродной компанией, и мы уже производим большое количество фторированных соединений », — сказал Паври. «Многие из них сделаны до сотен, если не тысяч точной шкалы. Другие продукты, которые производят галогенуглерод, являются специальными маслами, смазками и восками, фармацевтическими соединениями и фторированными анестетиками ». Это дает галоидоуглероду гибкость для производства ряда различных фторуглеродов в добавочных количествах. Возможность создания большого количества потенциальных добавок также означает, что некоторые новые химические батареи могут быть доступны через шесть месяцев, хотя ожидаемые сроки для принятия автомобильными клиентами, вероятно, больше похожи на 2-3 года, согласно Pavri. Старший редактор Кевин Клеменс уже более 30 лет пишет об энергетических, автомобильных и транспортных темах. Имеет степень магистра в области материаловедения и экологического образования, а также докторскую степень по машиностроению, специализирующуюся на аэродинамике. Он установил несколько мировых рекордов наземных скоростей на электрических мотоциклах, которые он построил в своей мастерской.
|
Загрузка...