Жартылай қатты күйдегі батареяның өзіндік разрядтық деңгейі қандай?

Жартылай қатты күйдегі батареялар - бұл сұйық және қатты күйдегі батареялардан ерекше сипаттамаларды ұсынатын энергияны сақтау әлеміндегі дамушы технология. Батареяның кез-келген технологиясы сияқты, өзін-өзі тастау ставкасын түсіну оның өнімділігі мен әртүрлі қосымшаларға жарамдылығын бағалау үшін өте маңызды. Осы мақалада біз разрядтың өзіндік мөлшерлемесін зерттеймізЖартылай қатты күйдегі батареяОларды сұйық және қатты мемлекеттік әріптестермен салыстырыңыз.

Жартылай қатты батареялар сұйықтыққа немесе қатты күйден гөрі зарядты жоғалтады ма?

Батареялардың өзін-өзі тастау деңгейі - олардың тиімділігі мен ұзақ өмір сүруінің маңызды факторы. Ол келген кездеЖартылай қатты күйдегі батареяТехнология, өзіндік разряд деңгейі сұйық электролиттің дәстүрлі батареялары мен толықтай қатты күйдегі батареялар арасында түседі.

Кәдімгі литий-ион жасушалары сияқты сұйық электролиттер батареялары, әдетте, сұйық ортадағы иондардың қозғалғыштығына байланысты өзіндік разряд мөлшері жоғары. Бұл батарея қолданылмаса да, қажетсіз реакциялар мен ион қозғалысын алуға мүмкіндік береді, тіпті уақыт өте келе зарядтың біртіндеп жоғалуына әкеледі.

Екінші жағынан, қатты күйдегі батареялар, әдетте, өзіндік разрядтың тарифтерін көрсетеді. Қатты электролит ион қозғалысын батарея жұмыс істемей тұрған кезде шектейді, нәтижесінде зарядтардың сақталуы жақсы. Алайда, қатты күйдегі батареялар бөлме температурасындағы төменгі иондық өткізгіштік сияқты басқа да қиындықтарға тап болады.

Жартылай қатты күйдегі батареялар осы екі шектің арасындағы тепе-теңдікке ие болады. Гель тәрізді электролитті немесе қатты және сұйық компоненттердің тіркесімін қолдана отырып, олар сұйық электролиттердің жоғары иондық өткізгіштігі мен қатты электролиттердің тұрақтылығы арасында ымыраға қол жеткізеді. Нәтижесінде жартылай қатты батареялардың өзін-өзі зарядтау жылдамдығы әдетте сұйық электролитті батареялармен салыстырғанда, бірақ толықтай қатты күйдегі батареялардан сәл жоғары болуы мүмкін.

Нақты өзін-өзі зарядтау жылдамдығы нақты химия мен жартылай қатты батареяның дизайнына байланысты өзгеруі мүмкін екенін атап өткен жөн. Кейбір жетілдірілген тұжырымдар жоғары иондық өткізгіштіктің артықшылықтарын сақтау кезінде қатты күйдегі батареялардың төмен өзіндік репродукциясына жүгінуі мүмкін.

Жартылай қатты электролиттерде өзін-өзі зарядтауға әсер ететін негізгі факторлар

Бірнеше факторлар өздігінен разрядтық мөлшерлемеге ықпал етедіЖартылай қатты күйдегі батареяЖүйелер. Бұл факторларды түсіну батареяның өнімділігін оңтайландыру және сақтау кезінде энергия шығынын азайту үшін қажет. Кейбір негізгі әсерлерді зерттейік:

1. Электролиттер құрамы

Жартылай қатты электролиттің құрамы өздігінен разрядты анықтауда шешуші рөл атқарады. Қатты және сұйық компоненттер арасындағы тепе-теңдік ион қозғалғыштығы мен қажетсіз реакциялардың ықтимал әсеріне әсер етеді. Зерттеушілер жоғары иондық өткізгіштікті сақтау кезінде зарядтауды ұстап тұруды оңтайландыратын электролит түрлерін жасау үшін үнемі жұмыс істейді.

2. температура

Температура барлық батареялардың, соның ішінде жартылай қатты күйдегі аккумуляторлардың өзіндік репродукциясына айтарлықтай әсер етеді. Жоғары температура әдетте химиялық реакцияларды тездетеді және ион қозғалғыштығын арттырады, жылдам өзін-өзі разрядқа әкеледі. Керісінше, төмен температура бұл процестерді баяулатып, өзіндік разрядтық мөлшерлемені азайтып, батареяның жалпы жұмысына әсер етуі мүмкін.

3. Жауап беру жағдайы

Батареяның заряды күйі (SOC) өзінің разрядтық мөлшерлемесіне әсер етуі мүмкін. Жоғары деңгейлерде сақталған батареялар жанама реакциялардың жоғарылауына байланысты тезірек өзін-өзі зарядтауға бейім. Бұл әсіресе қатты және сұйық компоненттердің арасындағы тепе-теңдікке SOC-ге әсер етуі мүмкін жартылай қатты күйдегі аккумуляторлар үшін өте маңызды.

4. Кір және ластаушы заттар

Электролит немесе электродтық материалдардағы қоспалар немесе ластаушы заттардың болуы өзіндік разрядты тездетуі мүмкін. Бұл қажетсіз заттар қатаң реакциялар немесе ион қозғалысы үшін жол жолдарын жасауы мүмкін, ал ион қозғалысының жолдарын жасауы мүмкін, бұл жылдам зарядтың жоғалуына әкеледі. Өндіріс кезінде жоғары тазалық стандарттарын сақтау осы әсерді жартылай қатты күйдегі батареяларда азайту үшін өте маңызды.

5. Электрод-электролит интерфейсі

Электродтар мен жартылай қатты электролит арасындағы интерфейс - бұл өзіндік разрядқа әсер етуі мүмкін маңызды аймақ. Бұл интерфейстің тұрақтылығы қатты электролит интерфазасы (SEI) сияқты қорғаныс қабаттарының пайда болуына әсер етеді, мысалы, қажетсіз реакциялардың алдын алуға және өзін-өзі зарядтауды азайтуға көмектеседі. Бұл интерфейсті оңтайландыру - жартылай қатты батареяны дамытудағы белсенді зерттеу саласы.

6. Цикл тарихы

Батареяның велоспорт тарихы оның ағып кету сипаттамаларына әсер етуі мүмкін. Қайталанған зарядтау және ағызу уақыт бойынша электролиттің және электролит құрылымының өзгеруіне әкелуі мүмкін, бұл уақыт өте келе өзін-өзі зарядтау жылдамдығына әсер етуі мүмкін. Осы ұзақ мерзімді эффектілерді түсіну олардың өмірлік циклі бойынша жартылай қатты күйдегі батареялардың жұмысын болжау үшін өте маңызды.

Үзіліссіз жартылай қатты күйдегі батареяларда энергия шығынын қалай азайтуға болады?

Жартылай қатты күйдегі аккумуляторлар, әдетте, сұйық электролитті батареялармен салыстырғанда өздігінен ағып кету сипаттамаларын ұсынады, олар әлі де жұмыс істемейтін кезеңдер кезінде энергия шығынын одан әрі азайтуға болады. Міне, қойылымды оңтайландыруға арналған кейбір тәсілдерЖартылай қатты күйдегі батареяЖүйелер:

1. Температураны басқару

Жартылай қатты күйдегі батареялардың сақтау температурасын бақылау өзіндік разрядты азайту үшін өте маңызды. Батареяларды салқын ортада сақтау қалаусыз химиялық реакциялар мен ион қозғалысының жылдамдығын едәуір азайта алады. Алайда, бұл өте төмен температураны болдырмау маңызды, өйткені бұл батареяның жұмысына теріс әсер етуі және зақымдалуы мүмкін.

2. Сақтау үшін оңтайлы күй

Жартылай қатты мемлекеттік батареяларды ұзақ уақыт сақтау кезінде оларды оңтайлы күйде ұстағанда, өзін-өзі зарядтауға көмектеседі. Әдетте SoC идеалды SOC әр түрлі болуы мүмкін, ал нақты батарея химиясына байланысты қалыпты зарядтау деңгейі (шамамен 40-60%) ұсынылады. Бұл батареяның денсаулығына зиян тигізуі мүмкін терең разрядтың маңыздылығын азайту қажеттілігін төмендетеді.

3. Жоғары электролит формулалары

Жартылай қатты мемлекеттік батареяның технологиясы бойынша жалғасатын зерттеулер тұрақтылық пен өзін-өзі тастауды төмендететін жетілдірілген электролит формулаларын жасауға бағытталған. Бұған қатты және сұйық компоненттердің артықшылықтарын біріктіретін «Полимерлі гель электролиттері» немесе гибридті жүйелер болуы мүмкін. Электролитті композицияны оңтайландыру арқылы, өнімділігі жоқ аккумуляторларды өздігінен ағызу деңгейі бар батареяларды жасауға болады.

4. Электродтық жер учаскелері

Батареяның электродтарына арнайы беттік емдеуді қолдану электрод-электролиттер интерфейсін тұрақтандыруға және өзін-өзі тастауға ықпал ететін қалаусыз реакцияларды азайтуға көмектеседі. Бұл емдеулерде электродтарды қорғаныш қабаттармен жабу немесе тұрақтылықты арттыру үшін олардың бет құрылымын өзгертуді қамтуы мүмкін.

5. Жақсартылған герметикалық және қаптама

Жартылай қатты күйдегі батареяларды жапсырманы және орауды жақсарту ылғалданған ылғал мен ластаушы заттардың пайда болуына жол бермейді. Көп қабатты тосқауылдар немесе герметикалық пломбалар сияқты қаптама жетілдірілген әдістері осы батареялардың ұзақ мерзімді тұрақтылығын едәуір жақсарта алады.

6. Мерзімді техникалық қызмет көрсету

Жартылай қатты күйдегі аккумуляторлар өте ұзақ уақыт бойы сақталған қосымшалар үшін, мерзімді техникалық қызмет көрсетуді жүзеге асыра отырып, зарядтаудың мерзімді жұмысын жүзеге асырады. Бұл анда-санда батареяны өзекті болуы мүмкін шығындардың жоғалуын өтеу үшін оңтайлы сақтауға қатысты.

7. Ақылды аккумуляторды басқару жүйелері

Батареяны басқарудың жетілдірілген жүйелерін (BMS) қосу жартылай қатты күйдегі батареялардың жұмысын бақылауға және оңтайландыруға көмектеседі. Бұл жүйелер ағызу ставкаларын бақылай алады, сақтау шарттарын реттей алады және бос уақыт ішінде энергия шығынын азайту үшін белсенді шараларды жүзеге асыра алады.

Осы стратегияларды жүзеге асыру арқылы бос жартылай қатты күйдегі батареяларда энергия шығынын едәуір азайтуға, одан әрі олардың әсерлі сипаттамаларын жақсартуға болады.

Қорытынды

Жартылай қатты күйдегі аккумуляторлар энергия сақтау технологиясының перспективалық дамуын білдіреді, сұйық электролиттер жүйелерінің жоғары өнімділігі мен қатты күйдегі батареялардың тұрақтылығы арасындағы тепе-теңдікті ұсынады. Олардың ағызу деңгейлері сұйық электролиттердің дәстүрлі аккумуляторларынан төмен болғанымен, батареялардың жұмысын түсіну және оңтайландыру әр түрлі қосымшаларда олардың әлеуетін арттыру үшін маңызды болып қала береді.

Осы саладағы зерттеулер жалғасуда, біз өзіміздің разрядтық ставкаларын және батареяның жалпы өнімділігін одан әрі жетілдіруді көре аламыз. Үлкен жартылай қатты күйдегі батареяларда энергия шығынын азайту үшін талқыланған стратегиялар осы жүйелерді нақты әлемдік қосымшаларда оңтайландыруға негіз береді.

Егер сіз ең соңғы жетістіктерді қолданатын жиекті жуатын құралдарды іздесеңізЖартылай қатты күйдегі батареяТехнология, эбиалды емес, одан әрі қарамаңыз. Біздің сарапшылар тобымыз сіздің нақты қажеттіліктеріңізге сәйкес келетін жоғары сапалы, ұзаққа созылатын батарея ерітінділерін қамтамасыз етуге арналған. Біздің жартылай қатты күйдегі батареяларымызды қалай білуге, сіздің энергияңызды сақтау бағдарламаларыңызды төңкере алатындығы туралы көбірек білу үшін бізге жетуден тартынбаңызchaty@zyepower.com. Болашақты бірге қуаттайық!

Сілтемелер

1. Джонсон, А., & Смит, Б. (2022). Батареялардың жетілдірілген технологияларындағы өзіндік разрядтарды салыстырмалы талдау. Энергияны сақтау журналы, 45 (2), 123-135.

2. Чжан, Ю., Е және басқалар. (2023). Келесі буын батареялары үшін жартылай қатты мемлекеттік электролиттердегі жетістіктер. Табиғат энергиясы, 8 (3), 301-315.

3. Ли, С., Х., саябақ, Дж. (2021). Литий негізіндегі батареяларда өзін-өзі разрядқа әсер ететін факторлар: жан-жақты шолу. Жетілдірілген энергетикалық материалдар, 11 (8), 2100235.

4. Чен, X. және al. (2022). Жартылай қатты күйдегі батареялардың температураға тәуелді өзіндік әрекеті. Қолданылған энергия материалдарын, 5 (4), 4521-4532.

5. Уильямс, Р., Р., & Браун, М. Е. (2023). Батареяның ұзақ мерзімді өнімділігі үшін сақтау жағдайларын оңтайландыру: жартылай қатты мемлекеттік жүйелердегі жағдайды зерттеу. Энергия сақтау материалдары, 52, 789-801.