UA-55536904-1 Перейти к содержимому
  • Гальванотехника в производстве высокоэнергетических, высокомощных аккумуляторов


    Дмитрий Зарекин
    107608.jpg

    Профессор Иллинойсского университета Паул Браун и Хейлонг Нинг, директор по исследованиям и разработкам Xerion Advanced Battery Corporation, возглавили исследовательскую группу, которая разработала метод прямого гальванопокрытия катодов литий-ионных аккумуляторов.

     

    CHAMPAIGN, Ill. — Процесс, применяемый для золочения бижутерии и хромирования деталей автомобилей, теперь используется для производства мощных литий-ионных аккумуляторов.

    Исследователи Иллинойсского университета, Xerion Advanced Battery Corporation и Нанкинского университета в Китае разработали метод гальванопокрытия катодов лититй-ионных аккумуляторов, позволяющий получать высококачественные, высокоэффективные материалы, которые также могут открыть дверь к производству гибких и твердотельных аккумуляторов.

    107610.jpg

    Электронно-микроскопический снимок разреза алюминиевой фольги, покрытой оксидом кобальта (обычный компонент литий-ионных аккумуляторов).

     

    “Это совершенно новый подход к производству катодов аккумуляторов, который позволяет получать аккумуляторы с ранее недостижимыми формами и функциональными возможностями”, - сказал Паул В. Браун, профессор материаловедения и машиностроения и директор исследовательской лаборатории Frederick Seitz Materials Research Lab в Иллинойсе. Он возглавлял исследовательскую группу, опубликовавшую свои выводы в журнале Science Advances.

    В традиционных катодах литий-ионных аккумуляторов используются литийсодержащие порошки, формуемые при высоких температурах. Порошок смешиваестся с клеевыми связующими и другими добавками в пульпу, которая распределяется на тонком листе алюминиевой фольги и высушивается. Слой пульпы должен быть тонким, что лимитирует количество энергии, которое аккумуляторы могут накапливать. Клей также лимитирует эффективность.

    “Клей не является активным комонентом. Он не вносит в аккумулятор ничего, и он препятствует течению электричества в аккумуляторе”, - сказал соавтор Хейлонг Нинг, директор по исследованиям и разработкам Xerion Advanced Battery Corporation в Шампейне, стратап-компании, совместно основанной Брауном. “Весь этот неактивный материал занимает место внутри аккумулятора в то время, когда весь мир пытается получить из аккумулятора больше энергии и мощности.”

    В целом, исследователи обошли процессы с применением порошка и клея путём прямого нанесения гальванопокрытия литийсодержащих материалов на алюминиевую фольгу.

    107612.jpg

    Гальванопокрытие может наноситься на трёхмерные либо гибкие подложки, что открывает дверь для нового дизайна аккумуляторов. Правая часть монеты покрыта оксидом лития-кобальта.

     

    Согласно публикации ввиду того, что на покрытом катоде нет областей, занимаемых клеем, он вмещает на 30 процентов больше энергии по сравнению с традиционными катодами. Он также может заряжаться и разряжаться быстрее, т. к. ток может проходить непосредственно через него без необходимости обтекать неактивные частицы клея или проходить в пористой структуре пульпы. Будучи более стабильным, он также имеет преимущество.

    Кроме того, гальванический процесс создаёт чистые катодные материалы даже из загрязнённых исходный ингредиентов. Это означает, что производители могут использовать материалы более низкой цены и качества, а конечный продукт по-прежнему будет иметь хорошие характеристики, что исключает необходимость использования дорогостоящих материалов, доведенных до качества, требуемого в производстве аккумуляторов, сказал Браун.

    “Этот метод открывает дверь для производства гибких и трёхмерных катодов аккумуляторов, поскольку гальванический процесс предполагает погружение подложки в ванну с жидкостью для осаждения покрытия”, - сказал соавтор Хуйганг Жанг, бывший старший научный сотрудник Xerion, ныне профессор Нанкинского университета.

    107610.jpg

    Метод гальванопокрытия даёт возможность для гибких, трёхмерных конструкций аккумуляторов. Эта покрытая алюминиевая фольга скручивается без растрескивания.

     

    Исследователи продемонстрировали метод на углеродной пене, лёгком недорогом материале, делающим катоды, намного толще, чем с применением традиционной пульпы. Метод также был продемонстрирован на фольгах и подложках с различными текстурами, формами и гибкостью.

    “Такой дизайн не может быть реализован традиционными процессами”, - сказал Браун. “Но что действительно важно, так это то, что это высокоэффективный материал и что он почти сплошной. Используя сплошной электрод, а не пористый, вы можете хранить больше энергии в заданном объеме. В конце концов, люди хотят, чтобы аккумуляторы хранили много энергии.”

    Данная работа проводилась в Иллинойском университете при поддержке Министерства энергетики США, профессор Ян-Мин Зуо также был частью университетской команды.

     

    источник   ILLINOIS NEW BUREAU   США   12/05/2017



    Отзывы пользователей

    Рекомендованные комментарии

    Нет комментариев для отображения


  • Последние сообщения форума

    • Дмитрий Зарекин
      На дому такой домашний бизнес легализовать нельзя. Да и зачем домашний бизнес легализовывать. Главное, чтобы соседи не ругались.
    • LOVko
      Я самозанятый с домашним гальваническим производством украшений (меднение природных материалов). Есть идея его масштабировать и легализовать. Подскажите, пожалуйста, что для этого нужно? Какие требования есть к гальваническому производству и где их почитать? Какие разрешительные документы нужны? Проверок со стороны каких госорганов ожидать? Вообще идея легализации такого домашнего бизнеса состоятельна?
    • Дмитрий Зарекин
      Что-то с органикой и/или добавками. Попробуйте сутки настоять на угле 1л электролита, затем отфильтровать и получить на ячейке Хулла равномерное серое покрытие.
    • Liy
      Здравствуйте! Столкнулись с проблемой после нанесения электрохим. никеля. На деталях появляются подтеки, пятна голубого  цвета после высыхания и деталь желтит. Промывка после ванны никелирования в дистиллированной воде. Содержание примесей меди и цинка в пределах нормы. Может кто то сталкивался с подобной ситуацией? 
    • Cvetikntk
      Здравствуйте, подскажите пожалуйста, может кто сталкивался, во время платинирования серебра на поверхности появляется белый налет, использую Вайтенор 102, пользуюсь им больше года, раньше проблем с ним не было, обезжировка, нейтрализатор, вода, все в норме.
  • Изображения галереи

    • 0
      Автор: Дмитрий Зарекин
    • 0
      Автор: Дмитрий Зарекин
    • 0
      Автор: Дмитрий Зарекин
    • 2
      Автор: Дмитрий Зарекин
    • 0
      Автор: Дмитрий Зарекин
×