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

    • Deniss
      День добрый ! Стальная пластина отшлифована до 1500. Затем матовый никель 20мк и блестящий никель 5мк.
    • stamp
    • stamp
      Вода плохая или реактив (аммоний) грязный я так думаю. 
    • Олег128
      Приветствую, помогите пожалуйста рассчитать затраты на меднение картечи. Хочу предложить руководству такое производство, и вот что я выяснил: К примеру: Диаметр d = 8 мм; Толщина покрытия h = 0,3 мм; Площадь поверхности S = 201.0619 мм2; Удельный вес меди M = 0,0089г/мм3 Теор. вес медного покрытия m= S*h*M=0,53683г, для 1шт картечи; На 1 000 000 шт. необходимо 537 кг меди. Планируется использовать:   --Гальванический барабан на 40 кг или 13 000шт;   --Сила тока 2А/дм2, то есть выпрямитель 12в/500А;   --Медные аноды АМФ;   --Электролит сернокислого меднения на 1л:    1. Сульфат меди - 0,2кг,    2. Серная кислота - 0,05кг,    3. Соль (NaCl) - 0.0001кг,    4. Блеско-образователь - 0,01кг. Есть ли ошибки? Что добавить, что убрать? Вопросы: 1. Что идёт в расход - АМФ или сульфат меди? Как посчитать, хотя бы примерно, при необходимых 0,5 т меди сколько нужно потратить анодов или сульфата меди? Расходуется ли серная кислота? 2. Электролит меднения. Какой лучше для свинца? Как его пополнять или восстанавливать? С каким проще работать? Нужен ли барботаж? Какой температурный диапазон? 3. Что необходимо, чтобы осаждать не медь, а медно-никелевый сплав с содержанием никеля 20%? 4. Какие этапы подготовки свинца и какой будет расход компонентов? Как проводить обезжиривание и снятие оксидной плёнки? 5. Выпрямитель 12в/500А будет расходовать 6кВт в час?      
    • serenya
      порыжел электролит цинкования спустя 3 дня после запуска ванны , понятно что это примеси железа , но можно ли как-то с этим бороться ? фильтровать?
  • Изображения галереи

×