天天日夜夜,红杏亚洲影院一区二区三区,国产熟女乱伦网,国产无码久久

引言

近日，“超充”、“閃充”的大倍率快速充電技術(shù)備受鋰電圈的關(guān)注，例如寧德時(shí)代的第二代神行超充電池，其“充電5分鐘，續(xù)航520公里”的油電同速充電技術(shù)猶如一顆戰(zhàn)略級(jí)核彈，看似是針對(duì)燃油車的技術(shù)革命，實(shí)則正在引發(fā)一場(chǎng)更為深遠(yuǎn)的產(chǎn)業(yè)變革，新能源汽車補(bǔ)能方式來(lái)到十字路口。為了實(shí)現(xiàn)這樣的超充新能，寧德時(shí)代第二代神行電池的“峰值充電速度“高達(dá)12C，且”峰值充電功率“則突破了1.3 兆瓦，如此高的充電倍率與充電功率對(duì)鋰離子電池的工藝設(shè)計(jì)也提出了巨大的挑戰(zhàn)。為了應(yīng)對(duì)這一挑戰(zhàn)，對(duì)于鋰離子電池的極片設(shè)計(jì)而言，其背后隱藏著一個(gè)關(guān)鍵的測(cè)試參數(shù)：極片的迂曲度，或極片的離子電導(dǎo)率。這個(gè)參數(shù)是鋰離子在電池或極片內(nèi)部是否能"跑得快"的底層密碼。本文將帶您深入電池微觀世界，揭秘超充或閃充技術(shù)背后的物理化學(xué)法則與工程智慧。

極片迂曲度：電池快充的"交通規(guī)劃學(xué)"

如果把鋰離子比作“通勤車輛”，極片的結(jié)構(gòu)就是它們必須穿越的城市路網(wǎng)。迂曲度（Tortuosity）這個(gè)物理參數(shù)，精準(zhǔn)刻畫了鋰離子遷移路徑的"擁堵指數(shù)"。如下圖所示[1,2]，如果極片迂曲度較大，鋰離子這輛車就像在九曲十八彎的胡同里面“龜速“挪動(dòng)，尋找合適的位點(diǎn)與電子相結(jié)合，速度自然會(huì)慢很多，即無(wú)法實(shí)現(xiàn)電池的快充。但是，如果極片的迂曲度較小，鋰離子這輛車就會(huì)像在雙向八車道的高速路上疾速奔跑一樣，快速到達(dá)目標(biāo)位點(diǎn)與電子結(jié)合，此時(shí)電池的充放電速度自然就會(huì)快很多。傳統(tǒng)石墨極片的迂曲度大致在3~7范圍內(nèi)，而新型快充極片的迂曲度則可以降至1.5以下。

在極片制備工藝上，工程師們通過(guò)"介孔骨架+納米網(wǎng)絡(luò)"的三維復(fù)合結(jié)構(gòu)，可將極片的迂曲度降低40%，實(shí)現(xiàn)了15分鐘充電80%的突破。這就像在城市中心架起立體交通樞紐，讓鋰離子告別"繞遠(yuǎn)路"的困擾。其具體實(shí)現(xiàn)路徑包括：

1.梯度孔道設(shè)計(jì)：在20μm厚度的極片內(nèi)構(gòu)建10~100nm的分級(jí)孔隙；

2.導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化：碳納米管的添加量從0.5%提升至1.2%，形成三維導(dǎo)電骨架；

3.極片成型工藝：采用微凹版涂布技術(shù)，控制極片面密度的偏差<±1.5%。

技術(shù)突破的"矛與盾"

在追求低迂曲度的同時(shí)，可能會(huì)降低極片的整體壓實(shí)密度，即電池的能量密度會(huì)有所下降，為此，工程師們也亟需破解這一對(duì)技術(shù)矛盾。某龍頭電池企業(yè)選擇在能量密度與快充性能之間進(jìn)行博弈，其通過(guò)多孔硅碳負(fù)極（孔隙率35%+首效92%）實(shí)現(xiàn)了二者的平衡，即在提升負(fù)極硅含量的同時(shí)，采用納米硅晶（粒徑＜150nm）抑制其充電膨脹效應(yīng)，再匹配中鎳或高鎳三元正極，確保其能量密度不會(huì)受到大幅影響。而有些企業(yè)則是在做厚度與機(jī)械強(qiáng)度的取舍，例如在使用干法極片工藝制備4680電池時(shí)，可以將極片厚度從120μm減至80μm，同時(shí)降低粘結(jié)劑的用量，從而提高極片的壓實(shí)密度。還有些電池企業(yè)則是在成本與技術(shù)路線間進(jìn)行抉擇，例如可以選用磷酸鐵鋰體系配合4C快充技術(shù)的組合，采用多孔碳包覆技術(shù)，并添加0.5%單壁碳納米管，再搭配高電壓電解液（4.4V耐壓），使得他們?cè)谟行Э刂齐姵爻杀镜耐瑫r(shí)，實(shí)現(xiàn)了25分鐘30%~80%的快充。

IEST元能科技：極片迂曲度表征的“引領(lǐng)者”

傳統(tǒng)的極片迂曲度表征方案是通過(guò)組裝軟包對(duì)稱電池進(jìn)行交流阻抗（Electrochemical Impedance Spectroscopy，EIS）測(cè)試，并提取離子電導(dǎo)率進(jìn)行計(jì)算，該方法需要結(jié)合手套箱氛圍，且軟包電池的裝配復(fù)雜繁瑣，耗時(shí)耗力。為了簡(jiǎn)化該裝配、測(cè)試過(guò)程，并盡可能減少所需的輔助設(shè)備，元能科技自主研發(fā)了極片迂曲度測(cè)試儀（如下圖所示），該設(shè)備配備快速對(duì)稱電池裝配模具，方便客戶在其中組裝對(duì)稱電池，且設(shè)備能夠?qū)崿F(xiàn)“自動(dòng)注液”與“自動(dòng)EIS測(cè)試”，操作簡(jiǎn)便，易于上手，有助于提升用戶的裝配與測(cè)試效率，可以稱之為是一款小巧易用且可靠的行業(yè)顛覆性設(shè)備！

結(jié)語(yǔ)

當(dāng)動(dòng)力電池的"離子高速公路"網(wǎng)絡(luò)日漸完善，曾經(jīng)制約電動(dòng)車的充電焦慮終將成為歷史。從材料實(shí)驗(yàn)室的分子設(shè)計(jì)，到工廠里的精密工藝制造，再到充電樁前的分秒必爭(zhēng)，這場(chǎng)讓鋰離子"跑得更快更順暢"的技術(shù)革命，正在重構(gòu)人類與能源的關(guān)系?；蛟S在不遠(yuǎn)的將來(lái)，"充電比加油快"不再是營(yíng)銷話術(shù)，而是每個(gè)新能源車主觸手可及的日常體驗(yàn)。

參考文獻(xiàn)

[1] 汪晨陽(yáng), 張安邦, 常增花，吳帥錦，劉智，龐靜, 鋰離子電池用多孔電極結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及制備技術(shù)進(jìn)展. 材料工程 50 (2022) 67-79.

[2] J. Landesfeind, J. Hattendorff, A. Ehrl, W.A. Wall and H.A. Gasteiger, Tortuosity Determination of Battery Electrodes and Separators by Impedance Spectroscopy. J. Electrochem. Soc. 163 (2016) A1373-A1387.

關(guān)于元能

元能科技是一家專注于鋰離子電池檢測(cè)儀器研發(fā)與生產(chǎn)的高新技術(shù)企業(yè)，致力于為全球新能源領(lǐng)域提供領(lǐng)先的檢測(cè)解決方案與服務(wù)。

元能科技注重前沿技術(shù)研發(fā)，擁有材料、物理、化學(xué)、電化學(xué)、光學(xué)、機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、人工智能等多學(xué)科多專業(yè)交叉的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，圍繞表征方法、設(shè)備技術(shù)、應(yīng)用方案等開展自主研發(fā)，推出多款行業(yè)領(lǐng)先的新型儀器，獲得了多項(xiàng)發(fā)明專利及實(shí)用新型專利，服務(wù)于全球眾多材料企業(yè)、電芯企業(yè)、終端企業(yè)、科研院所、高校及政府檢測(cè)單位。同時(shí)，元能科技積極推動(dòng)建立行業(yè)上下游規(guī)范統(tǒng)一的檢測(cè)方法，主導(dǎo)或參與制定多項(xiàng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)，參與國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃，助力新能源行業(yè)的創(chuàng)新與發(fā)展！