鋰金屬電池
關注創建者：強sir 創建時間：2018-12-04
鋰金屬電池的視頻教程
動力鋰離子電池包熱管理及熱失控分析 --CONVERGE計算方案【微信公眾號：艾迪捷】
電池的安全性和電池組的設計、濫用條件有很大關系。鋰離子和鋰金屬電池對溫度較為敏感，在溫度過高或故障狀態下極易發生熱失控，從而導致電池單元壓力和溫度快速升高并伴隨可燃氣體的釋放?？扇細怏w通常會被電池的高溫點燃而產生火災，可燃氣體的累積和潛在爆炸都是值得關心的問題。CONVERGE作為新一代熱流體CFD分析工具，在電池組設計和評估階段提供了對電池組冷卻以及燃燒分析方面的仿真手段。
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關于 ECM 鋰離子電池、單節電池和電池組（帶冷卻和不帶冷卻）的 CFD 仿真
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高精度的鋰離子電池建模與仿真
高精度的鋰離子電池建模與仿真主要內容： 電池建模的必要性 電池建模所面臨的問題與挑戰 利用測試數據建立精確的電池模型 電池模型仿真與應用
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鋰金屬電池的實例教程
蓋世汽車訊 據外媒報道，索爾維風險投資基金索爾維風投（Solvay Ventures）對電池初創公司Sepion進行投資。Sepion總部位于加利福尼亞，專門為采用鋰金屬陽極和液體電解質的電池提供先進隔膜。該公司在此輪投資中共獲得1600萬美元，由Fine Structure Ventures領投，其他氣候技術投資者參投。Sepion將使用此筆資金加速實現鋰金屬電池的商業化，以用于遠程和低成本電動汽車。
（圖片來源：索爾維）
鋰金屬電池的能量密度很高，因此廣受電動汽車市場的歡迎。但由于枝晶生長，該電池很快就會失效，從而無法具有較長的生命周期?；趧撔碌木酆衔锔裟?，Sepion的技術可以阻止枝晶生長。
Sepion將當前鋰離子制造基礎和液體電解質優勢相結合，其技術可以更好地被采用。作為鋰離子電解質添加劑方面的領導者，索爾維可對Sepion核心技術實現專業知識的互補，索爾維增長計劃總裁Mike Finelli表示：“這正是我們電池平臺的使命，通過向Sepion投資，我們將加速實現更安全、更高性能和更可持續的電池?！?早前，Sepion開發出一種納米多孔聚合物膜，可提高鋰金屬負極的性能，有望使EV續航里程增加40%，成本降低20%，并提高安全性。
Sepion的當前產品是由膜和鋰金屬陽極組成的鋰電極子組件（LESA），旨在與現有鋰離子制造基礎設施集成，從而降低市場采用障礙。
上述集成可通過混合鋰金屬電池設計實現，其中由Sepion隔膜保護的固體鋰金屬陽極與傳統金屬氧化物陰極和液體電解質配對。
展開 隨著科技爆炸式發展，人們對儲能有了更高的需求，商業化的石墨負極理論容量低，已然限制了鋰離子電池體系的能量密度提升，無法滿足現代社會對高比能電池的需求。鋰金屬二次電池因其比能量高，成為下一代儲能電池的熱門選擇。然而，鋰金屬電池中幾乎所有組件都面臨著實際挑戰，主要集中在鋰金屬負極上，包括沉積不均勻，枝晶生長、體積膨脹大和SEI膜不穩定等，嚴重的損害了電池的安全性及循環壽命，限制著鋰金屬電池的商業應用。傳統鋰金屬電池制造技術在控制組件的幾何形狀和結構方面存在一些局限性，限制來電池的性能。3D打印作為一種新型制造技術，它可以無需依賴任何模板精確控制從微觀到宏觀的形狀與結構，從而提高電池的能量密度和功率密度。
近日，中南大學材料科學與工程潘安強教授圍繞“3D打印鋰金屬二次電池”主題，在國際著名期刊Energy Storage Materials上發表了題為“3D printing for rechargeable lithium metal batteries”的綜述文章，周雙博士為論文第一作者。文章結合鋰金屬二次電池所面臨困境以及3D打印鋰金屬電池的獨特優勢，總結了目前具有代表性的3D打印技術，回顧了3D打印技術在鋰金屬電池各組件的應用進展并對3D打印鋰金屬二次電池的設計原理和實際挑戰進行了總結與展望。
3D打印二次鋰電池優勢與展望
文章亮點
1. 從機理層面分析并總結了3D打印在鋰金屬電池各組分中的優勢。
2. 總結和對比了四種代表性的3D打印鋰金屬電池技術(IJP, DIW, FDM, SLA)的特點，建立了打印組分與打印技術之間相互聯系。
3. 總結3D打印技術在鋰金屬電池各組件的應用進展，并給出了3D打印組件需要實現的基本目標。
4. 匯總了3D打印鋰金屬電池目前面臨的挑戰和未來的發展方向。
展開 （原標題：派立昂對外出售鋰金屬電池 比鋰離子電池能量密度高一倍重量輕一半）
核心提示：據外媒報道，位于馬薩諸塞州（Massachusetts）的電池初創企業派立昂技術公司（Pellion Technologies）稱其已經研發出鋰金屬電池（lithium metal battery），功率是傳統鋰離子電池（lithium ion battery）的兩倍，但重量只有傳統鋰離子電池的一半。派立昂技術公司目前正向商業客戶銷售其電池。
蓋世汽車訊 據外媒報道，位于馬薩諸塞州（Massachusetts）的電池初創企業派立昂技術公司（Pellion Technologies）稱其已經研發出鋰金屬電池（lithium metal battery），功率是傳統鋰離子電池（lithium ion battery）的兩倍，但重量只有傳統鋰離子電池的一半。派立昂技術公司目前正向商業客戶銷售其電池。
其第一批商業客戶是專業用戶，重視新電池可增加的續航里程，使商用無人機能飛更長時間，而且也愿意付出比獲得傳統電池更多的代價。派立昂的新電池使用壽命相對比較短，50次充電/放電循壞之后，幾乎就耗盡了。但是派立昂預計今年新電池銷售額將達數百萬美元，可以很好地用來研究如何延長電池使用壽命，以及降低制造成本。
現在談論將鋰金屬電池用于電動汽車或能源儲存還為時過早。雖然要解決的障礙太多了，但是電池能量密度大大增加的承諾也太誘人，讓人無法忽視。特斯拉所用的電池芯能量密度為600Wh/L，200Wh/kg，而派立昂的鋰金屬電池的能量密度幾乎翻了一番，達1,000Wh/L, 400Wh/kg。
與目前電池行業每年將電池能量密度提升10%相比，能量密度能增加100%是跨越式的改變。
展開 據外媒報道，美國賓夕法尼亞州立大學（Penn State）研究人員表示，利用一種新研發的固態電解質界面膜（SEI），可充電鋰金屬電池可實現更高的能量密度，更佳性能以及更好的安全性。
隨著電動汽車、智能手機和無人機等對更高能量密度的鋰金屬電池的需求增加，SEI的不穩定性成為阻礙鋰金屬電池發展的關鍵問題，因為該電池的鋰電極表面的一層鹽層會將SEI隔離，并且傳導鋰離子。
作為鋰金屬電池內最不為人所知的部分，SEI的降解促進了樹突的形成。樹突是一種針狀結構，從電池的鋰電極中生長出來，會對電池的性能和安全性產生負面影響。
機械與化學工程教授Wang表示：“這就是為什么鋰金屬電池壽命不長的原因，界面膜一生長，電池就會不穩定。在該項目中，我們使用了聚合物復合材料來打造更好的SEI?！痹擁椖坑苫瘜W博士生Yue Gao領導，研發的增強型SEI是一個反應性聚合物復合材料，由聚合物鋰鹽、氟化鋰納米顆粒以及氧化石墨烯片組成，新型電池組件的結構就包含一層薄薄的此類材料。
研究人員研發的聚合物能夠與鋰金屬表明形成爪狀鍵合，以無源方式為鋰表面提供所需能量，使其不會與電解質中的分子發生反應，而納米片在復合材料中起到機械屏障的作用，防止鋰金屬中形成樹突。
通過化學和工程設計以及合作，該技術能夠在原子水平上控制鋰表面。此外，該反應性聚合物還減輕了電池重量、降低了制造成本，進一步促進鋰金屬電池未來發展。
來源：蓋世汽車網
展開 【介紹】
鋰二次電池在現代社會中發揮著極其重要的作用。備受關注的鋰金屬電池中因鋰離子沉積不均勻造成的易短路、壽命短是世界性難題。高能量密度的鋰金屬電池會由于鋰離子濃度不均勻形成“死”鋰和鋰枝晶，從而導致鋰金屬電池的使用壽命縮短。理想的固態電解質界面膜可以通過空間均勻化鋰離子通量和促進鋰離子快速遷移來實現均勻的鋰離子沉積，從而抑制枝晶的形成，使鋰金屬負極具備優異的電化學性能。但是，大多數的固態電解質界面膜材料需要昂貴的前驅體和復雜的合成工藝，從而限制了它們在電池產品中的實際應用。如今，大自然給這個難題提供了解決方案。
【文獻摘要】
高能量密度鋰金屬電池（LMB）的壽命很短，這是由于鋰的“死”和樹枝狀晶體引起的。為空間上均勻的鋰離子通量和快速的鋰離子傳輸而產生的穩定的，人造的固體-電解質中間相（SEI）將相應地解決這些問題。
最近，中國林科院木材工業研究所呂建雄研究員團隊聯合浙江工業大學材料科學與工程學院陶新永教授團隊以及佐治亞理工學院化學與分子生物工程學院Yulin Deng教授團隊集結東北林業大學、北京林業大學以及中北大學的不同學科研究人員，首次實現了木材次生細胞壁中聚集體薄層（lamella）的精準剝離，并設計了天然木材結構的界面作為人工SEI。人工SEI在天然組裝的平行纖維素分子之間具有納米通道，可調節Li沉積的均勻性。同時，納米木材上相互連接的微孔和豐富的親硫基團促進了鋰離子的快速遷移。納米木保護的LMB在800個循環中提供了出色的容量，約為140 mAh·cm-2，平均庫侖效率高達99.6％。這種基于納米木的，高性能，可擴展的仿生SEI，具有離子通量調節功能，是解決實際LMB使用壽命短的有吸引力的解決方案。
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“Ansys 2025 全球仿真大會”仿真應用大賽優秀作品展示
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<p>通過多款電池包修正材料參數，對標精度高達85%以上</p><div contenteditable="false" width="100%">
<p><img src="https://img.jishulink.com/static/web/attachment.png" style="display:inline;vertical-align: middle;width: 24px;
新能源鋰電池制造：VOC泄漏檢測8個月前
在全球新能源鋰電池產能以每年超30%的速度狂奔時，一種不可忽略的氣體值得我們關注——揮發性有機化合物（VOC）的致命泄漏。當特斯拉柏林工廠因溶劑蒸汽暫停生產，當某亞洲電池巨頭因微量電解液泄漏損失千萬，行業終于意識到：傳統VOC監測手段正在失效。傳統檢測方法難以精準識別0.1mm以下的微孔漏液，導致部分存在潛在漏液風險的電池流入市場。
光離子化檢測器（PID）傳感器技術，憑借其秒級響應、ppb級精度與靈活布防能力
鋰電池隔膜如何保障安全“命門”？10個月前
最近，移動電源行業掀起了一場不小的波瀾。6月以來，安克創新、羅馬仕等知名品牌相繼宣布召回超過120萬臺充電寶，原因直指電芯安全隱患——其中羅馬仕三款型號（PAC20-272、PAC20-392、PLT20A-152）召回量就達49萬臺。公告中提到的“電芯原材料缺陷”“隔膜絕緣失效”等術語，讓普通用戶看得一頭霧水，但背后隱藏的卻是鋰電池安全的核心問題：隔膜失效引發的脹氣與熱失控。
羅馬仕召回公告
近日，寧德時代21C創新實驗室歐陽楚英、王瀚森團隊獨立完成的鋰金屬電池研究成果發表于國際頂級期刊《自然·納米技術》（即Nature Nanotechnology），研究團隊獨創了動態追蹤技術，讓電池全生命周期內活性鋰與電解液各成分的動態演化，從“黑箱”走向“白箱”，為鋰電行業提供了新的視角。
鎳鈷錳酸鋰（Li（NiCoMn）O2）（LiNiCoMnO2），這是一種由鎳、鈷、錳三種金屬氧化物與鋰結合制成的鋰離子電池三元正極材料。鎳鈷錳酸鋰結合了其它材料的優點，如LiCoO2良好的循環性能、LiNiO2的高比容量、LiMnO2的高安全性及低成本，被認為是動力電源的理想選擇。
鎳鈷錳酸鋰材料結構圖
依據3種元素的摩爾比(x∶y∶z比值)的不同，分別將其稱為不同的體系
同時，固態電池可使用鋰金屬作為負極以提高電池的能量密度，目前液態鋰電池能量密度的天花板是300Wh/kg，而固態鋰電池的理論能量密度是700Wh/kg，是液態鋰電池的2倍以上，更適用于eVTOL。
*精彩直播預告
鋰電池作為主要動力電源之一已被廣泛應用于各個行業，因其高能量的特點，預防電池熱失控進行電池熱管理控制一直是被企業重點關注的問題。為了保證鋰電池的最佳性能、安全性和使用壽命，鋰電池必須在特定的溫度范圍內工作，而如何有效的預防鋰電池熱失控進行熱管理是企業面臨的嚴峻挑戰。?？怂箍倒I軟件旗下的Cradle CFD軟件可以為電池熱失控和熱管理提供全新解決方案
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以下綜述展示了針對鋰電池組件的仿真模擬實例，包括了陽極/陰極/電解質和制造過程。本文主要使用SIESTA(第一性原理計算引擎)，介紹了在全固態電池的固體電解質中插入鋰離子到陰極/陽極以及鋰離子擴散所引起的物理性質變化的實例。
1．用作陽極的石墨和非晶硅吸收和解吸鋰離子而引起的體積膨脹與收縮、彈性模量和電子態密度的變化。
2．評估用作陰極的LiCoO2的體積模量。
3．評估鋰離子在固體電解質
