2022-12-30
固态电池设计与能量密度评估工具包
看作新一批还拥有低正电能和高瓦数黏度本质特征的固定微型蓄电瓶，在可充点微型蓄电瓶这个领域还拥有良好 的app发展。而选定新起微型蓄电瓶可以符合事实app，到与传统型锂阴阳离子微型蓄电瓶等于的耐磨性参数，正电能黏度一种耐磨性参数因素至关非常重要。显然，涉及的枝术却仍然就没有办法全面的地评价指标微型蓄电瓶方案、微型蓄电瓶器件与固定微型蓄电瓶正电能黏度期间的内部关系的。根据此，新加坡橡树岭各国实验设计所室Ilias Belharouak醉鬼讲述了一大种能用于固态硬盘电芯特性逐步了解的互交式实验设计所产品包（SolidPAC）。该机器包可按照其𓃲移动用户特殊的应用特殊要求，方案出适宜的固态硬盘安装干电池组充电，的帮助探讨员工对电级村料能力和成分、电级壁厚和电机负载、料工费等主观因素做出适宜提升，并借助逆向建筑项目建筑项目的概念，将干电池组充电能力体积密度输送与村料和干电池组充电方案投入更好地同步着。fb体育:
SolidPAC的整体来说计划是建立“按需蓄干电板”制定引导软件机器，该引导软件机器将为目标技术应用的蓄干蓄电板组、板块和蓄干电板展示制定规程。图1A整理了SolidPAC于建立性能性能分析的相关个人相关信息超的范围，按照业主需求分析还有阴离子、阳极和nvme固态电解抛光质（SE）电化学精分、多组分和装载、电级板材的厚度和的的结构、电动四轮汽年（EV）国产、蓄干电板制定和引导蓄干蓄电板引擎等性能。SolidPAC也可以按照业主设置的蓄干蓄电板组超的范围/动能/工作效率和蓄干蓄电板组/板块/蓄干蓄电板组设置，估量蓄干电板的余量（图1B），并将蓄干电板余量与业主展示的阳极和阴离子的的结构相关个人相关信息相应数据文件库文件的的建材相关个人相关信息相根据，而估量蓄干电板所需要的的建材。马上又，在使用设置蓄干电板制定性能，对引擎尺寸和蓄干电板动能导热系数开展折算（图1C）。Figure 1. SolidPAC design principles.为了探索该工具包的功能，图2A显示了电池隔膜厚度对电池重量和体积能量密度的影响。当隔膜厚度为25 mm时，电池产生的能量密度为400 Wh kg-1和1550 Wh L-1，这与电动汽车应用设计的SSB的拟定能量密度接近。大多数报告显示，当隔膜厚度在100 mm范围时，电池能量密度一般在150-250 Wh kg-1和550-950 Wh L-1范围内，与传统锂镍钴铝氧化物（NCA）石墨电池的能量密度比较相近（250 Wh kg-1和570 Wh L-1），而NCA/Gr Si电池的能量密度约400 Wh kg-1和700 Wh L-1。因此，要获得电池级能量密度，将隔膜厚度保持在100 mm以下是至关重要。Figure 2. SolidPAC results.与常用锂干电瓶板相比之下，SSB的别的个极为重要特征描述是也可以对其实现双极堆叠结合（图2C、2D和3）。干电瓶板的双极堆叠结合就能够提生干电瓶板額定端电压，才能减少干电瓶板中的非活跃零件（封口、电力连到等），因而提生干电瓶板能量消耗密度计算。在传感器内，几个干电瓶板摸块可以通过第三方接线头头结合或串连。跟据传感器内的干电瓶板连到，干电瓶板框架一般是分类单极或双极干电瓶板。单极框架由正极和基本锂阴离子干电瓶板组合而成，这之中一位干电瓶板的负极片与下一位干电瓶板的正极片连接起来（图3B）。这个制定，都要对每个干电瓶板对其实现隔绝和标签印刷，那么对其实现接线头头，提防止虚接和电解抛光液泄露。与传统型堆叠想必，双极堆叠选在SSB，如果SE可减轻电解设备液泄密和电板充电漏电的风险性。所以说，负极和阳极会涂覆在同样一些电板充电的俩测，不需对单体电板充电做出分次标签印刷和隔绝。仍然减掉了异常走线和集机械连接线片，减轻了电板充电的欧姆热敏电阻，减掉了芯片封装板材的实用，得以挺高了双极堆叠SSB的工率和人体脂肪密度计算公式计算公式。针对性图2C和2D所显示的一国产催化决定，研发员工评价指标了堆叠设计对电板充电级人体脂肪密度计算公式计算公式的决定。Figure 𒁃3. C🌱onventional and bipolar stacking. 长为4如下图所示，调查工作员应用数学公式
，对SolidPAC的灵敏度进行了分析，以便能够调整电池相关参数，获得能量密度的最大化，其中Si为灵敏因子，EDfinal和EDinitial为扰动组和基💞态组的能量密度。对于质量能量密度，活性物质的含量是最敏感的因素，阴极的面积容量和电解质厚度是重要的调整因素。相比之下，对于体积能量密度，阴极的面积容量是最敏感的因素，电解质厚度、活性物质分数、阴极电解质分数和ಞN/P比也显示出高灵敏度。如图4B所示，研究人员对一系列不同的材料组合进行了灵敏度分析，总体趋势预期的结果一致。Figure 4. SolidPAC sensitivity analysis.如图5所示，SolidPAC可用于相关实验参数的计算与预测，如阴极厚度、过量阳极含量、重量和体积能量密度（图5）。图5A和5B所示，重量和体积能量密度随阴极面积容量的增加而增加，但与阴极化学无关。由于较大的SE厚度和低面积容量，大多数SSB的性能远远低于最新报道的锂离子电池性能。然而，应注意的是，与体积能量密度相比，重量能量密度显示出更大的度量偏差。这是因为不同形状的SSB（扣式电池、压力电池、Swagelok电池），具有不一样的电池体积，这样会导致更大的质量能量密度偏差。此外，图5C所示，活性材料的比重和面积容量之间的相关性也显示出不均匀分布，表明在给定的复合阴极配方中，阴极面积负载（mg cm-2）和厚度（mm）的数值范🔥围通常都比较大。图5D所示，可以清楚地观察到，在较低的过量阳极和较高的阴极厚度，可以获得🍃较高的能量密度。Figure 5. Analysis of experimental datasets with SolidPAC.SolidPAC是款操作于SSB電池设计的概念的交互性式工作性设备包，时间推移对SSB系统的一直熟悉，调查分析技术人数会对SolidPAC实施一直地相继和提高效率。一同，调查分析技术人数十分欢迎会博大同行竞争、SSB服务业和青年文摘，根据有所差异的方式英文与用户实施互动交流，为SolidPAC的更加完善与刷新，保证珍惜的回馈个人信息和意见和建议。现下，橡树岭国工作性室（ORNL）已经对SolidPAC实施主动性地制作，预期每一年刷新一个。有关的该软件下载的刷新将根据ORNL的网站和橡树岭国工作性室的社交app校园媒体（LinkedIn、Twitter）更好地扫码。Marm Dixit*, Anand Parejiya, Rachid Essehli, Nitin Muralidharan, Shomaz UlHaq, Ruhul Amin, Ilias Belharouak*, SolidPAC is an interactive battery-on-demand energy density estimator for solid-state batteries, 2022, //doi.org/10.1016/j.xcrp.2022.100756fb体育:
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