無線綜測設備用48v鋰（lǐ）離子蓄（xù）電池產品介紹

隨著對智能手機（jī），電動（dòng）汽車和可再生能源的需求（qiú）持續增長，科學（xué）家們正在尋找改進鋰離子電池的方（fāng）法（fǎ）-鋰離子電池（chí）是家用電子產品（pǐn）中（zhōng）最常見的電池類型（xíng），也是電網規模儲能的有前途的解決方案。提高鋰離（lí）子（zǐ）電池（chí）的能量密（mì）度可以促進具有長效電池的先進技術的發展，以及風能和太（tài）陽能的廣泛使（shǐ）用。現在（zài），研究人員在（zài）實現這一（yī）目標方（fāng）麵取得了重大進展。

由馬裏蘭大學（xué）(UMD)，美國能源（yuán）部(DOE)布魯克海文（wén）國家實驗室和美國陸軍研究實驗（yàn）室的科學家（jiā）領導的合作開發並研究了一種能夠使鋰離子能量密（mì）度（dù）增加三（sān）倍的新（xīn）型陰極（jí）材料。電池電極。他（tā）們的研究成果於6月13日在NatureCommunications上（shàng）發表。
邦力威開路電（diàn）壓不不同（tóng）的階段是不（bú）一樣的
“鋰離子電池由陽（yáng）極和陰極組成（chéng），”UMD科學家和該論文的主要作者之一的秀林秀說。“與鋰離子電池中使（shǐ）用的商用石墨陽極的大容（róng）量相比，陰極的容量更加有限。陰極材料始終是（shì）進一步提（tí）高鋰離子電池能量密度的瓶頸。”

UMD的科（kē）學家們合成了一種（zhǒng）新（xīn）的（de）陰極材料，這是一種改良的工（gōng）程形式的三氟化鐵(FeF3)，由經濟有效和環境友好的元素-鐵（tiě）和氟（fú）組成。研（yán）究人員（yuán）一直（zhí）對在鋰離子電（diàn）池中使用FeF3等化合物感興趣，因為它們（men）具有比傳統陰極（jí）材（cái）料更高的容（róng）量。

“通常用於鋰離子電池的材料都是基於插層化學，”布魯克海文的化學家和該論文的（de）主要作者之一EnyuanHu說。“這種類（lèi）型的化（huà）學反應是非（fēi）常有效的;但是，它（tā）隻轉移一個電子，因此陰極容量（liàng）是有限的。一些化合物如FeF3能夠通過更複雜的反應機製（zhì）轉移多個電子，稱為轉化（huà）反應。”
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盡管（guǎn）FeF3具有（yǒu）增加（jiā）陰極容量的潛力，但該化（huà）合物在鋰離子電池中的表現並不理想，因為其轉（zhuǎn）化反應存在三個並發症：能效差(滯後)，反應（yīng）速度慢，副（fù）反應可能（néng）導致（zhì）循環壽命不佳（jiā）。為了克服這些挑戰，科學家們通過（guò）一種（zhǒng）稱（chēng）為化學替代的過程將鈷和氧原子添加到FeF3納（nà）米棒中。這使科學家能夠操縱反應（yīng）途（tú）徑並使其更具“可逆性”。

“當鋰離子被插（chā）入到FeF3中時，這種物質（zhì）會轉化為鐵和氟化鋰，”該論文的合著者（zhě）和布魯克（kè）海文功能納（nà）米材料中（zhōng）心(CFN)的科學家SooyeonHwang說。“然而，反應不是完全可逆的（de）。用鈷和氧取代後，陰極材料的主（zhǔ）要骨架更好地保持，反應（yīng）變得更加可逆。”
邦力（lì）威（wēi）鋰電池的發展非（fēi）常迅速，尤其的固態鋰電（diàn）池
為了研（yán）究反（fǎn）應途徑，科學家們在CFN和國家同步加速器光源II(NSLS-II)-布魯克海文的兩個DOE科學用戶設施辦（bàn）公室進行了多次實驗。

首先在CFN，研究人員使用強大的電子束以0.1納米的分辨（biàn）率觀察FeF3納米（mǐ）棒-一種（zhǒng）稱為透射電子顯微鏡(TEM)的技（jì）術。TEM實驗使研（yán）究人員能夠確定（dìng）陰極結（jié）構中納米顆粒的（de）確切尺寸，並（bìng）分析結構在充電-放電過程的不同階段之間如何變化。他們看到取代納米棒的反應速度更快。

“TEM是一種用於表征非常小尺度材（cái）料的強大（dà）工具，它還能（néng）夠實時研究反應過程，”CFN的科學家和該（gāi）研究的共同作者DongSu說。“然而，我們隻能使用TEM看到（dào）非常有限的樣品區域（yù）。我們需要依靠NSLS-II的同步加速器技術來了解整個電池的功能。”
鋰電池注意的（de）生產廠家：寧德時代，比亞迪，邦力（lì）威，智航，天時，
在NSLS-II的X射線粉末衍射(XPD)光束線上，科學家們通過陰極（jí）材料引（yǐn）導了超亮X射線。通過分析光散射的方式，科學家（jiā）們可以（yǐ）“看到”有關材料結構的其他信息。

“在XPD，我們進行了配對分布功能(PDF)測量，能夠檢測（cè）大量的（de）當地鐵排（pái）序，”該論文的合著者和NSLS-II的科（kē）學家白建（jiàn）明（míng）說。“對放電陰極的PDF分析清楚地表明，化（huà）學替代促進了（le）電化學的可逆性。”
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在CFN和NSLS-II上結合高度先進的成像和顯微技術是評估陰極材料功能的關鍵步驟。

“我們還進行了基於密度（dù）泛函理論的先進計算方法，以破解原子尺度的反應機製，”UMD的科學（xué）家，該論文（wén）的共同作者肖驥說。“這種（zhǒng）方法表明化學替代通過減少鐵的粒徑和穩定岩（yán）鹽相將反應轉變為高度可逆的狀態。”UMD的科學家表示，這種研（yán）究策略（luè）可以應用於其他高能轉換材料，未來的研究可能（néng）使用該方法來改進其他電池係統。

近年來，隨著鋰電技術的不斷進步與（yǔ）實際成本逐漸下降，鋰電池在電動工具領域的應用越來越多，現階段各大巨頭廠商提出電動工具無（wú）繩化的想法後，使得（dé）鋰電池在電動工具領域有著廣闊（kuò）的（de）前景（jǐng）空間。

與此同時，人工智能的興（xìng）起，鋰電家（jiā）居產品、園林工具等新興智能工（gōng）具類產品得到了迅（xùn）速發展（zhǎn）的機會，鋰電池的應用並不再局限於單（dān）個領域。其中根據業內人（rén）士稱，鋰電類（lèi）電動工具、園林工具未來市場趨勢正如清晨的朝陽。電動工具鋰電化除了（le）市場的推動與自身潛力外（wài），還得到了國家地區政（zhèng）策的支持。例如（rú）歐盟早（zǎo）已禁止（zhǐ）無線電動工具使用鎳鉻電池，鋰電（diàn）電動工具的普及率與替換率也遠（yuǎn）遠領先於國內市場;中國則是重新製定了（le）電動工具鋰電池使用行業標準。

鋰電化無繩化意味著電動工具將會朝著更小體積、更輕重量、更低（dī）噪聲等（děng）方向發展，然而仍不可避免“副作用”的出現，那就是鋰電池中的鋰離（lí）子熱失控。鋰離子的工作溫度範（fàn）圍是在+15～+45攝氏度（dù）之間，如（rú）果溫度超出臨界水平，則會導致電池單元功能安全、使用壽命縮短、不穩定性以及可能（néng）發生的熱失控。
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那麽鋰電池中鋰離子是如何發生熱失控的（de）呢?如果工具發生（shēng）強烈的碰撞或高處跌落，電池有可能發生變形;材料則會滲透到電池裏，引（yǐn）起內部（bù）短路或外部（bù）短路的現象;再者過度充電或快速充電時電流過大，極其有可能會永久損（sǔn）壞電池。
邦力威鋰電池的放電倍率有1C,2C,3C,5C,10C
熱失控發生後就猶如多米（mǐ）諾骨牌效應一樣，電池中儲存的能量會突然釋放，從而產（chǎn）生火災。另（lìng）外電池數量越多、能量密度越高、充放電功（gōng）率越大，就意味著發生起（qǐ）火故障的概率就越高。

為了確保把熱失控的（de）風險降到最低（dī），伊利諾伊大學芝加哥分校研究人員發布了一份研究報告（gào），報告中表明，石墨烯材料可以從鋰離（lí）子電池著火時吸走氧氣，可以防止陰極釋放的氧氣與電池內其他易燃品相（xiàng）結合，從（cóng）而降低起火風險（xiǎn），減（jiǎn）少事故（gù）損（sǔn）失。