该方法包括制备对应于具有预定浓度的电解质组分的溶液的光谱数据库-新闻头条5dainban

全球新能源电动车最头疼的电池问题在本年6月有了新的打破。

2019年6月11日,特斯拉在加拿大的电池研究小组提交了一项新的专利申请,其主要内容是分析锂电池中的电解质,其团队称这项研究有助于灌注贯注电池妨碍。

“如果该项技能能早日应用到新能源汽车电池规模,将会有里程碑的意义。”Jeff Dahn介绍。

新技能将供给前所未有的高容量

该专利是由Jeff Dahn带领的特斯拉电池研究小组提交的,这距Jeff Dahn入驻特斯拉仅仅已往三年。

Jeff Dahn被认为是锂离子电池的先驱。锂电池自从被遍及应用后,他便一直致力于锂电池的研究规模以及增加锂电池的生命周期,并赐顾助其研究成就商业化。

据外媒称,目前Jeff Dahn的主要事情会合在加强电池的耐久度和电池能量密度的研究上。

从他开始研究开始,Dahn就与家产界密合适作。在Simon Fraser大学任职期间,他曾与E-One Moli Energy相助。

在1996年搬到Dalhousie后,Dahn成为NSERC / 3M(加拿大自然科学与工程研究委员会)加拿大先进电池质料家产研究主席,并且开始了长达20年的任期。

自2016年6月,Dahn开始与特斯拉汽车公司成立长达5年的研究相助同伴干系,以提高锂离子电池的能量密度和寿命,同时降低本钱。

通过这项和谈,特斯拉为其在新斯科舍省哈利法克斯相近的达恩集团相近投资了一个新的研究尝试室。

 该方法包括制备对应于具有预定浓度的电解质组分的溶液的光谱数据库-新闻头条5dainban

Jeff Dahn

值得一提的是,在本年5月美国陆军开发的新型锂离子电池技能引起了Jeff Dahn的兴趣,据了解,这种新型锂离子电池技能“完全不含过渡金属,并通过可逆地储存高电位(~4.2 V)的锂离子,供给前所未有的高容量。”

这项新技能“开启了一种可能性,即显著提高锂离子电池的能量密度,同时由于电解质的水性而贯串连接其安适性。”但没人知道这项技能为Jeff Dahn的锂电池研究带来了几何赐顾助。

“在已往的几年里,我们没有从Dahn那里听到太多的研究成就,但之前曾有报道,他的团队一直在研究电解质的添加剂,以提高锂离子电池的化学机能。”海外媒体报道,Jeff Dahn及其团队于本年早些时候开始为特斯拉供给电池技能专利,如今是一个新的打破。

这项新的研究被称为“确定锂离子电池电解质组分浓度的要领和系统”。

如何理解这一项打破性专利?

达恩等人在专利申请摘要中描述了这项发现:

“供给了一种用于确定锂离子或锂离子电池中电解质组分浓度的计较机实现要领。该要领包孕向光谱仪供给捕获电解质样品溶液的光谱并孕育产生信号的指令。

该要领包孕分析信号以确定光谱的一个或多个光谱特征。

该要领包孕制备对应于具有预定浓度的电解质组分的溶液的光谱数据库,此中数据库包孕多个用于每种溶液的光谱特征。该要领还包孕使用光谱数据库确定呆板学习(ML)模型。 

特斯拉描述了当前电解质的问题以及如何分析它们的状态:

锂离子电池或电池掉效的主要原因,出格是在高压电池中,是电解质的降解,出格是在带电电极的外貌。

解决电池妨碍和电解质降解的现有解决方案会合于电解质分化产物的膜,其储蓄堆集在电极的外貌上。这些薄膜含有衍生自电解质溶剂和电解质盐的化学部分,例如六氟磷酸锂(LiPF 6)。

例如,LiPF 6 分化成LiF和PF 5,后者容易水解形成HF和PF3O.这两种水解产物在两个电极上都具有高回响性,并且它们在LiPF 6 溶液中不成制止的存在可能对电极的机能孕育产生倒霉影响。

尽管已经确定了锂离子电池中电解质溶剂和电解质盐LiPF 6 的耗损机制,但是没有一种廉价和准确的要领来表征未知电解质并因此确定电解质已经降解的水平。

凡是,电解质溶液的定量分析会合在昂贵的分析工具上,例如核磁共振(NMR)光谱仪,气相色谱 - 质谱仪(GC-MS),高效液相色谱(HPLC)仪器和电感耦合等离子体光发射光谱仪(ICP-OES),需要大量时间进行分析。

别的,一些分析工具甚至不能直接丈量电解质组分的浓度。

例如,基于色谱的要领中使用的色谱柱或检测器不能袒露于LiPF 6的高温分化产物,因此这些要领仅关注电解质的水溶性部分之后的电解质的有机部分。

通过特斯拉对专利的描述,不难看出,其提出的电池问题解决方案主要会合在电解质溶液的分析上。而电解液是电芯的主要组成部分。

“新能源车汽车的电池不能仅仅从一个标的目的来看,他实际上是一个相对庞大的系统。”电动车规模相关人士解释,“为了更好的理解新能源汽车的电池,可以把它拆分为三个部分:

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