4 мин. чтения
6/22/2024 7:50:01 AM

Тепловой регулятор может повысить безопасность литий-ионных батарей высокой емкости

Article Preview Image А, механизм термического переключения TSM.В нормальных условиях труда теплопроводящая сеть завершена для перевозки фонона, чтобы обеспечить теплопроводность выше 1 Вт м - 1 K - 1.В условиях TR 2D -хлопья разделяются из -за термически запускаемого объема расширения микросфер, что приводит к теплопроводности ниже 0,1 Вт M - 1 K - 1.Ширина красных стрел представляет собой прочность теплового потока.B, процесс самосборки посредством замораживания суспензий 2D-флейк-микросферы, образуя чередующуюся многослойную каркас вместе с инфильтрацией полимера.Хлопки и микросферы могут быть равномерно диспергированы в воде, образуя суспензию через высокоскоростное перемешивание.Во время процесса замораживания, поскольку микросферы богаты гидроксильными группами, структура ядра графена -вода -микросферПолемПосле замораживания получает чередующегося многослойного скелета с последующим проникновением силиконовой резины для получения TSM.Credit: Nature Energy (2024).Doi: 10.1038/s41560-024-01535-5.

Одним из распространенных решений для повышения безопасности LIB является использование теплопроводящих межслоев, материалов, предназначенных для выравнивания температуры между модулями батареи, в результате чего их до 15-45 ° C.Чтобы обеспечить безопасность LIB с высокой емкостью, эти материалы должны быть очень термически изолирующими, что предотвращает распространение тепла, а также гарантирует, что температура равномерно распределена в аккумуляторе.

Исследователи из Университета Цингхуа и Университета Чжэцзян недавно разработали новый материал для переключения тепловой переключения, который соответствует обоим критериям и может эффективно регулировать температуру в батареях высокой емкости.Этот материал, введенный в энергию природы, быстро реагирует на температуру, что позволяет безопасному езду на велосипеде батарей в различных условиях эксплуатации.

«Эффективное управление тепловой безопасностью зависит от теплопроводности межслоевых материалов, однако в текущих конструкциях не хватает необходимой отзывчивости как для производительности, так и для безопасности», - написали Ван, Фенг и их коллеги в своей статье.«Мы разрабатываем тепловой переключатель с высоким соотношением переключения от теплопроводности к теплоизоляционному состоянию для устранения этого затруднения».

Материал теплового переключения, разработанный Wang, Feng и их коллеги, состоит из микросфер, встроенных между подключенными слоями графена.Примечательно, что микросферы расширяются в объеме в ответ на изменения температуры.

Чувствительное к температуре расширение микросфер нарушает перенос тепла, разделяя соседние 2D-слои графена.В свою очередь, это помогает регулировать температуру внутри батарейных ячеек, предотвращая их взрыв.

Чтобы оценить производительность разработанного ими материала, исследователи интегрировали его в 50 AH NI-CO-MN LIB, используя его в качестве межслойка клеток.Их результаты были очень многообещающими, так как материал был успешно выступать в качестве теплового регулятора, предотвращая распространение тепла и цепных реакций, которые могут привести к взрывам.

«Расширенная тепловая переключающая материал имеет широкий диапазон температур для теплопроводности (1,33 Вт м-1 к-1 при комнатной температуре) и может трансформироваться в адиабатическое состояние в течение 30 с (0,1 Вт м-1 K-при около 100° C) При нагревании »написали Ван, Фэн и их коллеги.

«При применении в качестве межслойных слоев к клеткам для модуля с четырьмя 50-ах-никель-кобальтовыми литий-ионными клетками материал не только обеспечивает равномерное распределение температуры в нормальных условиях труда, но, что более важно, предотвращает 80% тепла.Трансмиссия от термического сбежания, эффективно избегая катастрофического взрыва батареи ».

Новый тепловой регулятор, представленный этой исследовательской группой, может быть вскоре реализован и протестирован на других батареях высокой емкости.В будущем это может способствовать широко распространенной коммерциализации и использованию этих батарей, обеспечивая их безопасность в различных климатах на Земле и в различных условиях эксплуатации.

«Мы считаем, что эта термически отзывчивая конструкция материала обеспечит безопасность и высокую производительность на протяжении всего срока службы модулей батареи с высокой энергией»,-сказали исследователи.

More information: Jing Wang et al, Rapid temperature-responsive thermal regulator for safety management of battery modules, Nature Energy (2024). DOI: 10.1038/s41560-024-01535-5.

Получи бесплатную еженедельную рассылку со ссылками на репозитории и лонгриды самых интересных историй о стартапах 🚀, AI технологиях 👩‍💻 и программировании 💻!
Присоединяйся к тысячам читателей для получения одного еженедельного письма

Подписывайся на нас:

Нашли ошибку в тексте? Напишите нам.

Добавляй ЛРНЧ в свою ленту Google Новостей.
Читайте далее 📖

Исследователи электроники разрабатывают полностью эластичную литий-ионную батарею

7/18/2024 · 4 мин. чтения

Исследователи электроники разрабатывают полностью эластичную литий-ионную батарею

Повышение стабильности солнечных элементов перовскита в условиях обратного смещения

7/18/2024 · 4 мин. чтения

Повышение стабильности солнечных элементов перовскита в условиях обратного смещения