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

    • Сергеевич
      Здравствуйте Ольга. Могу предложит для начала покрыть алюминиевые  детали медью и почернить. Если все таки   нужен никель могу сделать  черным и его. Если все таки без хрома не обойтись, тогда нужен чертеж детали.  Я готов делать маленькие партии и единичные детали, занимаюсь профессионально химией и гальваникой более 40 лет.   конт  89201112506   Владимир Нижний Новгород.
    • Сергеевич
      Добрый день Александр.  Я из Нижнего Новгорода, профессионально занимаюсь гальваникой. Процессы никелирования и хромирования есть.  Можем  покрыть образцы, если еще есть необходимость .   Конт. тел. 89201112506  Владимир.
    • НатальяСС
      Здравствуйте. Подскажите пожалуйста, в работе сернокислый электролит олово-висмут. В последнее время на ячейке Хулла при при больших плотностях тока непокрытие. Проверяли по методике на Sn4+, якобы отсутсвует, но желтый осадок в ванне есть и не мало. Не могу найти методику на определение хлора в электролите, может кто-то делал подобное. И может кто подскажет в чем проблема может быть? Я не специалист совсем) По последнему анализу серной к-ты 165 г/л, серн.олово 23 г/л, висмут сернокислый в рабочих пределах, не помню точно, ОП-7. Интересует еще, какое соотношение должно быть между кислотой и оловом. Спасибо большое!!!
    • Дмитрий Зарекин
      Анодирование - это конкуренция двух процессов: формирование анодной плёнки и её разрушение. Чем более высокое напряжение, тем большая толщина плёнки, тем меньше сквозных пор. Пористость хорошо сказывается на впитывание красителя. Однако, хорошо, когда поры не сквозные. Потому что пониженное напряжение говорит именно о сквозных порах, которые влияют на коррозийную стойкость. А впитает ли сквозная пора краситель целиком - это не факт.
      Если у вас не получается достаточной толщины и твёрдости плёнки, дело не в красителе, а в тех. процессе и/или материале.
    • u1768
      Краситель используем этот https://ugreaktiv-galvanika.ru/magazin-2/product/vodorastvorimyj-chernyj-krasitel-dlya-anodirovannogo-alyuminiya-aludine-deep-black-dpv Концентрация 10 г/л. Ph держим около 5, в том числе в ванне уплотнения в кипятке. Выдержка 10 минут краситель, 20 минут кипяток. Температура красителя 60 градусов. Во многих источниках указано, что процесс анодирования ведется при напряжении 12-24 вольт. У нас спустя 60 минут электролиза напряжение поднимается максимум до 9 вольт. Насколько я понимаю, пониженное напряжение увеличивает пористость, что хорошо сказывается на впитывание красителя, но в то же время пленка становится мягче. Беспокоит именно твердость пленки. Да и вообще, почему во всех источниках указано одно напряжение, а у нас так не получается? Думали попробовать стандартный анилиновый краситель, не знаю поможет ли.    
  • Изображения галереи

×