さまざまな環境でインテリジェントで適応性のあるリチウムイオン電池を設計するにはどうすればよいですか？

世界市場でのリチウムイオン電池の人気により、毎年何十億ものリチウムイオン電池が生産され、消費者の手に渡っています。リチウムイオン電池は私たちの生活に大きな利便性をもたらすだけでなく、多くの安全上の問題を隠します。近年、インテリジェンスウェーブの発達に伴い、テレビ、スピーカー、自動車など、インテリジェンスの方向に向けて開発される機器が増えています。それらは常に自己改善し、環境に応じた自己進化を実現することができます。ユーザーの使用習慣。ユーザーエクスペリエンスを向上させます。

リチウムイオン電池の場合、使用中にさまざまな使用環境がテストされる可能性があり、一部の使用シナリオでは、リチウムイオン電池に大きな課題が生じる可能性があります。リチウムイオン電池がよりインテリジェントになり、動作環境に応じてリチウムイオン電池の使用戦略を調整できることを願っています。リチウムイオン電池の安全性を保証する一方で、リチウムイオン電池の性能と耐用年数を保証することができます。

スマートセルフプロテクション

リチウムイオン電池の自己保護は、リチウムイオン電池の最も基本的な機能です。現在、リチウムイオン電池のBMSシステムは、基本的に温度保護や電流保護などの機能を実現できますが、これはすべてシステムレベルでの保護です。リチウムイオン電池のインテリジェントな設計により、電池への誘導電極の追加、温度フィードバックスマート材料の増加、リチウムイオン電池へのスマート構造と材料の追加など、リチウムイオン電池層の自己保護を実現できます。そのため、リチウムイオン電池のインテリジェントな設計を実現できます。

1、短絡防止設計

内部短絡は、リチウムイオン電池の安全性に影響を与える深刻な問題です。リチウムデンドライトや過剰な材料によって引き起こされるリチウムイオン電池の短絡は、しばしば深刻な安全上の問題を引き起こします。

リチウムデンドライトの成長によって引き起こされる内部短絡事故を解決するために、リチウムイオン電池内のリチウムデンドライトの成長を監視するためのさまざまな方法が設計されています。たとえば、Wu etal。従来の高分子膜の真ん中に金属の層を組み込んだ多機能膜を設計しました。この金属層は、金属と負極の関係を監視することにより、リチウムデンドライト検出器として機能します。電圧差によりリチウムデンドライトのモニタリングを実現できるため、ダイヤフラムは従来のダイヤフラムの機能を維持し、リチウムデンドライトのモニタリングも実現します。スタンフォード大学のKaiLiu3層複合多機能ダイアフラムは、ダイアフラムの中間層にSiO2が追加されているのが特徴です。リチウムデンドライトがある程度成長すると、膜に穴が開くと、SiO2が金属リチウムと反応してリチウムデンドライトを消費します。リチウムデンドライトのさらなる成長を避けるため。

2、リチウムイオン電池の過熱を防ぐためにスマート

リチウムイオン電池が過熱すると（外部加熱、自己解放熱の短絡など）、ダイヤフラムが収縮し、正極と負極が短絡して熱暴走を引き起こします。 。従来のPP-PE-PP複合ダイヤフラムは、低温で穴を自動的に閉じることができるため、正と負の反応を遮断し、バッテリーの過熱を抑制する効果を実現します。ただし、温度が高すぎると、PP層も収縮します。この3層複合ダイアフラムも故障しました。

過熱下でのリチウムイオン電池の安全性の問題を解決するために、Yim etal。過熱時のリチウムイオン電池の安全性を保護できる電解添加剤を設計しました。一般的な電解難燃剤はリチウムイオン電池の性能に深刻な影響を与えることは誰もが知っているので、実際に適用することは困難です。 Yim etal。難燃剤は独立した小さなカプセルに含まれています。これらのカプセルの外壁材料は電解液中で非常に安定しているため、通常の状態ではリチウムイオン電池の性能に影響はありません。温度が摂氏70度を超えると、難燃剤DMTPの蒸気圧の作用により、シェルが破裂すると難燃剤が電解液に放出され、電解液の導電率が急激に低下し、バッテリーのさらなる反応。

上記の方法でのリチウムイオン電池の保護は1回限りです。つまり、保護メカニズムがアクティブになると、電池全体が故障します。上記の問題を解決するために、ヤン等。数回作動できる保護対策を設計しました。この方法は、温度の影響下でゾル-ゲル変換を逆転させることができるインテリジェントな電解質の使用を特徴としています。この電解質は主にPNIPAM / AMで構成されています。温度が転移温度を超えると、PNIPAMは親水性から疎水性に変化し、その中のイオンの拡散を大幅に抑制します。重要なのは、温度が下がると反応が完全に可逆的であるため、バッテリーの複数の保護を実現できることです。この技術は、コンデンサの安全性を保護するために水スーパーキャパシタに適用することができます。

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