Лучшая батарея для высоких температур? Аккумуляторы Tadiran

Использование устройств с батарейным питанием резко возросло за последние два десятилетия. Сегодняшняя задача — найти лучшую батарею для высоких температур. Почти в каждой отрасли усовершенствованная технология аккумуляторов принесла множество преимуществ. Одной из ключевых проблем, с которыми сталкивались в прошлом устройства с батарейным питанием, было то, что их нельзя было использовать при высоких температурах.

Предыдущие модели аккумуляторов не выдерживали высоких температур, и срок службы аккумуляторов значительно сократился из-за высоких температур. Многие области применения промышленных аккумуляторов сталкивались с высокими температурами, но устройства с батарейным питанием не могли выдерживать такие высокие температуры. Лучшая батарея для высоких температур включает литиевую батарею, которую можно использовать при высоких температурах.

Давайте узнаем больше о преимуществах литий-ионных аккумуляторов при высоких температурах и их применении:

Выбор лучшего аккумулятора для высоких температур:

  В прошлом различные варианты аккумуляторов были очень ограничены. Аккумуляторы не выдерживали высоких температур, да и емкость их была ниже. Самым старым типом используемых батарей были герметичные свинцово-кислотные батареи, но они не подходили для портативных устройств из-за их низкой плотности энергии.

Другая батарея, используемая в течение некоторого времени, включала никель-металлогидридную батарею (NiMH). Тем не менее, эти батареи также не подходили для очень высоких температур, используемых в медицинском оборудовании, таком как стерилизация.

Затем идет лучшая батарея для высоких температур, которую можно использовать в различных отраслях, таких как разведка нефти и газа, промышленные предприятия и медицинская промышленность. Литиевые батареи — это батареи, которые можно использовать при очень высоких температурах в различных отраслях промышленности.

Литиевая батарея, лучшая батарея для высоких температур:

  Большинство заводов по производству аккумуляторов производят широкий ассортимент аккумуляторов, чтобы удовлетворить потребности широкой аудитории в различных отраслях. Одним из наиболее значительных потребителей аккумуляторов остаются промышленные аккумуляторы , продукты , используемые для различных целей.

Вот некоторые важные преимущества использования литий-ионных аккумуляторов для промышленных продуктов.

Аккумуляторы с высокой плотностью энергии:

  Литиевые батареи не только считаются лучшими батареями для работы при высоких температурах, но и обладают высокой плотностью энергии. Большинству электрооборудования в любых промышленных условиях требуется, чтобы оно работало в течение длительного периода времени; ожидается, что такое использование повысит температуру батареи.

С литиевыми батареями решаются различные проблемы, связанные с температурой, благодаря их более высокой плотности энергии. Разрабатываемые новейшие литиевые аккумуляторы могут использоваться в различных ситуациях при температурах более 120°C9.0003

Преимущества использования лучшей батареи для высоких температур:

1.   Некоторые преимущества использования лучшей батареи для высоких температур включают безопасность оборудования. Промышленное оборудование на любом заводе должно выдерживать тепло от различных процессов. Если батарея не может выдержать такой сильный нагрев, она может взорваться или перестать работать.
2. Риск использования аккумуляторов, не выдерживающих высоких температур, в любой отрасли может быть очень высоким. Таким образом, батареи должны быть тщательно отобраны в соответствии с термостойкостью и ожидаемым выделением тепла во время процесса. С литиевым аккумулятором вы устраняете риск неисправности аккумулятора при высоких температурах.
3. Еще одним важным преимуществом этих аккумуляторов является то, что они выпускаются во множестве различных вариантов; теперь они доступны в меньших размерах для хранения большего количества энергии. Эти батареи также могут быть перезаряжаемыми, даже если они проходят через сильное нагревание.
4. Поскольку использование продуктов с батарейным питанием быстро растет во всех отраслях промышленности, вам не придется беспокоиться о высоких температурах при эксплуатации этих продуктов.
5. Теперь вы знаете, почему вы должны выбирать только лучшую батарею для высоких температур в вашем промышленном оборудовании — безопасность, надежность и хранение — все параметры имеют значение при выборе правильной батареи для ваших операций.

Заключение:

Компания Tadiran Batteries создает серию аккумуляторов, которые считаются лучшими аккумуляторами для высоких температур. Эти батареи используются в различных промышленных целях, таких как автоматизация процессов, беспроводные сети и контроллеры. Многие литий-тионилхлоридные батареи также используются в оборудовании для обнаружения неисправностей.

• Другие области применения этих устойчивых к высоким температурам батарей включают медицинское оборудование, которое необходимо стерилизовать.

Часто задаваемые вопросы

Какие батареи подходят для высоких температур?

  Лучшие батареи для высоких температур включают в себя различные типы батарей, созданных с использованием лития.

Какие отрасли промышленности нуждаются в батареях с высокой термостойкостью?

  Аккумуляторы, устойчивые к высоким температурам, требуются во многих отраслях, включая нефтегазовую, авиационную и медицинскую промышленность.

Новые литий-ионные аккумуляторы, которые хорошо работают в палящую жару и экстремальный холод

Инженеры разработали новые литий-ионные аккумуляторы, обладающие высокой энергией, которые хорошо работают в условиях сильного холода и палящего зноя.

Инженеры Калифорнийского университета в Сан-Диего (UCSD) разработали новые литий-ионные аккумуляторы, которые хорошо работают при морозе и палящем зное, сохраняя при этом много энергии. По словам исследователей, этот подвиг был достигнут путем разработки электролита, который не только универсален и надежен в широком диапазоне температур, но также совместим с высокоэнергетическими анодом и катодом.

Термостойкие батареи описаны в статье, опубликованной 4 июля в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) .

Аккумуляторы, основанные на этой технологии, могут позволить электромобилям в холодном климате проехать большее расстояние без подзарядки. Они также могут уменьшить потребность в системах охлаждения, чтобы аккумуляторы автомобилей не перегревались в жарком климате, сказал Чжэн Чен, профессор наноинженерии в Инженерной школе Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Франциско и старший автор исследования.

«Вам нужна высокотемпературная эксплуатация в районах, где температура окружающей среды может достигать трехзначных цифр, а на дорогах становится еще жарче. В электромобилях аккумуляторные батареи обычно находятся под полом, недалеко от этих горячих дорог», — пояснил Чен, который также является преподавателем Центра устойчивой энергетики и энергетики UCSD. «Кроме того, батареи нагреваются просто от того, что во время работы проходит ток. Если аккумуляторы не выдержат такой прогрев при высокой температуре, их производительность быстро ухудшится».

Первый автор исследования Гуоруи Цай, научный сотрудник в области наноинженерии из Калифорнийского университета в Сан-Диего, готовит батарейный отсек для испытаний при минусовой температуре. Предоставлено: Дэвид Байо/Инженерная школа Джейкобса в Калифорнийском университете в Сан-Диего,

В ходе испытаний экспериментальные батареи сохранили 87,5% и 115,9% своей энергоемкости при температуре от -40 до 50 °C (от -40 до 122 °F). соответственно. У них также был высокий кулоновский КПД 98,2% и 98,7% при этих температурах соответственно, что означает, что батареи могут подвергаться большему количеству циклов зарядки и разрядки, прежде чем они перестанут работать.

Батареи, разработанные Ченом и его коллегами, устойчивы как к холоду, так и к жаре благодаря своему уникальному электролиту. Он изготовлен из жидкого раствора дибутилового эфира, смешанного с солью лития. Особенностью дибутилового эфира является то, что его молекулы слабо связываются с ионами лития. Другими словами, молекулы электролита могут легко отдавать ионы лития во время работы батареи. Это слабое молекулярное взаимодействие, как обнаружили исследователи в ходе предыдущего исследования, повышает производительность батареи при отрицательных температурах. Кроме того, дибутиловый эфир может легко выдерживать тепло, поскольку он остается жидким при высоких температурах (его температура кипения составляет 141 °C или 286 °F).

Высокотемпературные характеристики аккумуляторных ячеек, испытываемые в печи, нагретой до 50 °C. Авторы и права: Дэвид Байо/Инженерная школа Джейкобса в Калифорнийском университете в Сан-Диего

Стабилизация литий-серных химических процессов

Особенность этого электролита заключается в том, что он совместим с литий-серными батареями, которые представляют собой перезаряжаемые батареи с анодом. из металлического лития, а катод из серы. Литий-серные батареи являются неотъемлемой частью аккумуляторных технологий следующего поколения, поскольку они обещают более высокую плотность энергии и более низкую стоимость. Они могут хранить в два раза больше энергии на килограмм, чем современные литий-ионные батареи — это может удвоить запас хода электромобилей без увеличения веса аккумуляторной батареи. Кроме того, сера является более распространенной и менее проблематичной для получения, чем кобальт, используемый в катодах традиционных литий-ионных аккумуляторов.

Но есть проблемы с литий-серными батареями. И катод, и анод сверхреактивны. Серные катоды настолько реактивны, что растворяются во время работы батареи. Эта проблема усугубляется при высоких температурах. А литий-металлические аноды склонны к образованию игольчатых структур, называемых дендритами, которые могут пробивать части батареи, вызывая ее короткое замыкание. В результате литий-серные батареи работают только до десятков циклов.

Чжэн Чен, профессор наноинженерии Калифорнийского университета в Сан-Диего. Предоставлено: Дэвид Байо / Инженерная школа Джейкобса Калифорнийского университета в Сан-Диего

«Если вам нужна батарея с высокой плотностью энергии, вам, как правило, нужно использовать очень жесткую и сложную химию», — сказал Чен. «Высокая энергия означает, что происходит больше реакций, что означает меньшую стабильность, большую деградацию. Создание стабильной высокоэнергетической батареи само по себе является сложной задачей, а попытка сделать это в широком диапазоне температур еще сложнее».

Электролит на основе дибутилового эфира, разработанный исследовательской группой UCSD, предотвращает эти проблемы даже при высоких и низких температурах. Аккумуляторы, которые они тестировали, имели гораздо более длительный срок службы, чем обычные литий-серные аккумуляторы. «Наш электролит помогает улучшить как сторону катода, так и сторону анода, обеспечивая при этом высокую проводимость и межфазную стабильность», — сказал Чен.

Команда также разработала серный катод, чтобы сделать его более стабильным, привив его к полимеру. Это предотвращает растворение большего количества серы в электролите.

Следующие шаги включают масштабирование химического состава батареи, ее оптимизацию для работы при еще более высоких температурах и дальнейшее увеличение срока службы.

Ссылка: «Критерии выбора растворителя для температуростойких литий-серных аккумуляторов». Соавторами являются Guorui Cai, John Holoubek, Mingqian Li, Hongpeng Gao, Yijie Yin, Sicen Yu, Haodong Liu, Tod A.