Нестационарные процессы деградации в щелочных аккумуляторах, закономерности и технологические рекомендации

Нестационарные процессы деградации в щелочных аккумуляторах, закономерности и технологические рекомендации

Автор: Галушкин, Дмитрий Николаевич

Шифр специальности: 05.17.03

Научная степень: Докторская

Год защиты: 2010

Место защиты: Новочеркасск

Количество страниц: 466 с. ил.

Артикул: 4742418

Автор: Галушкин, Дмитрий Николаевич

Стоимость: 250 руб.

Нестационарные процессы деградации в щелочных аккумуляторах, закономерности и технологические рекомендации  Нестационарные процессы деградации в щелочных аккумуляторах, закономерности и технологические рекомендации 

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
1.1. Тепловой разгон.
1.1.1. Тепловой разгон в никелькадмиевых аккумуляторах
1.1.2. Тепловой разгон в никельметаллогидридных и никельводородных аккумуляторах
1.1.3. Тепловой разгон в свинцовокислотных аккумуляторах
1.1.4. Тепловой разгон в литиевых, литийионных и литийполимерных аккумуляторах.
1.2. Накопители водорода
1.2.1. Гидриды.
1.2.2. Углеродные накопители водорода
1.3 Дендриты в аккумуляторах
1.3.1. Методы борьбы с дендритами в щелочных аккумуляторах.
1.3.2. Модификация состава или конструкции электродов
1.3.3. Покрытие электродов пленкой.
1.3.4. Введение в электролит различных добавок.
1.3.5. Создание новых сепараторов
1.3.6. Методы борьбы с дендритами и газовыдслением в щелочных аккумуляторах с использованием переменноточных режимов заряда
1.4. Моделирование процессов в аккумуляторах. .
1.4.1. Статистические модели.
1.4.2. Эмпирические модели зарядноразрядных кривых аккумуляторов
1.4.3. Динамические модели.
1.4.4. Электротехнические модели пористого электрода.
1.4.5. Модель отдельной поры.
1.4.6. Макрооднородная модель
1.4.7. Обзор работ по динамическому моделированию процессов в
пористом электроде.
1.4.8. Конструктивные модели
1.4.9. Структурные модели.
2. ТЕПЛОВОЙ РАЗГОН В НИКЕЛЬКАДМИЕВЫХ АККУМУЛЯТОРАХ
2.1. Введение.
2.2. Методика эксперимента
2.3. Экспериментальная установка
2.4. Экспериментальное исследование процесса теплового разгона в
никель кадмиевых аккумуляторах.
2.5. Не герметичные никелькадмиевые аккумуляторы с металлокерамическими, прессованными и намазными оксидноникелевыми электродами.
2.5.1. Изменение параметров аккумуляторов в процессе теплового разгона 5 .2. Газовыделение в процессе теплового разгона
2.5.3. Анализ газа, полученного в результате теплового разгона
2.5.4. Методика эксперимента
2.5.5. Анализ выделившихся газов
2.6. Никелькадмиевые аккумуляторы с ламельными электродами.
2.7. Герметичные призматические никелькадмиевые аккумуляторы.
2.7.1. Изменение параметров герметичных никелькадмиевых аккумуляторов в процессе теплового разгона.
2.7.2. Газовыделение из герметичных никелькадмиевых аккумуляторов в процессе теплового разгона.
2.7.3. Анализ выделившихся газов из герметичных никелькадмиевых аккумуляторов в процессе теплового разгона.
2.8. Герметичные цилиндрические и дисковые никелькадмиевые аккумуляторы.
2.9. Никельжелезные аккумуляторы.
2 Визуальные последствия теплового разгона
3. НАКОПЛЕНИЕ ВОДОРОДА В ЭЛЕКТРОДАХ ЩЕЛОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРОВ.
3.1. Экспериментальная установка.
3.2. Методика анализа выделившегося газа
3.3. Исследование наличия водорода в электродах никелькадмиевых аккумуляторов.
3.4. Исследование наличия водорода в не герметичных никелькадмиевых аккумуляторах с металлокерамическими, прессованными и
намазными оксидноникелевыми электродами
3.4.1 Анализ газа, полученного в результате термического разложения электродов
3.4.2 Исследование скорости газовыделения из электродов никелькадмиевых аккумуляторов при различных температурах.
3.4.3 Процессы релаксации при газовыделении из электродов никелькадмиевых аккумуляторов.
3.4.4 Исследование содержания водорода в электродах никелькадмиевых аккумуляторов в зависимости от срока их эксплуатации.
3.5. Исследование наличия водорода в никелькадмиевых акэмуляторах с ламельными электродами
3.5.1 Анализ газа, полученного в результате термического разложения ламельньтх электродов.
3.5.2 Исследование скорости газовыделения из ламельных электродов никелькадмиевых аккумуляторов при различных температурах
3.5.3 Процессырелаксации при газовыделении из ламельных электродов никелькадмиевых аккумуляторов.
3.5.4 Исследование содержания водорода в ламельных электродах никелькадмиевых аккумуляторов в зависимости от срока их эксплуатации.
3.6. Исследование наличия водорода в электродах герметичных призматических никелькадмиевых аккумуляторов.
3.6.1 Исследование скорости газовыделения из электродов герметичных никелькадмиевых аккумуляторов при различных температурах
3.6.2 Процессы релаксации при газовыделении из электродов герметичных никелькадмиевых аккумуляторов.
3.6.3 Исследование содержания водорода в электродах герметичных никелькадмиевых аккумуляторов в зависимости от срока их эксплуатации.
3.7. Исследование наличия водорода в электродах герметичных цилиндрических и дисковых никелькадмиевых аккумуляторов
3.8. Исследование накопления газа в никельжелезных аккумуляторах
4. ДЕНДРИТЫ В ЩЕЛОЧНЫХ АККУМУЛЯТОРАХ
4.1. Введение.
4.2. Искусственный тепловой разгон в щелочных аккумуляторах.
4.3. Методы борьбы с дендритообразованием в щелочных аккумуляторах.
4.4. Исследование распределения тока по глубине пористого электрода
4.5. Экспериментальные методы нахождения поляризационных функций гладкого электрода
4.6. Активационноомический режим. Стационарные режимы заряда
4.7. Переменный асимметричный ток.
4.8. Активационноомический режим при использовании переменного асимметричного тока.
4.9. Распределение тока с учетом миграции и диффузии
4. Нахождение поляризационных функций гладкого электрода
4 Экспериментальная проверка теории распределения на физической
модели дендрита.
. Физическая модель дендрита
. Методика анализа распределения количества прошедшего электричества по длине проволоки.
. Сравнение теории с экспериментом
4Л 2. Экспериментальная проверка теории распределения на реальном
цинковом электроде
4 Экспериментальная проверка теории распределения для
никелькадмиевого аккумулятора.
5. МЕХАНИЗМ ТЕПЛОВОГО РАЗГОНА.
5.1. Анализ экспериментальных данных по накоплению водорода в электродах щелочных аккумуляторов
5.2. Анализ формы существования водорода в электродах никелькадмиевых аккумуляторов
5.3. Экспериментальная проверка накопления водорода в гидроксидах никеля
5.3.1. Методика эксперимента
5.3.2. Результаты экспериментальных исследований
5.4. Экспериментальная проверка накопления водорода в никелевой
матрице оксидноникелевого электрода
5.4.1. Методика эксперимента
5.4.2. Результаты экспериментальных исследований
5.5. Химическое травление никелевой матрицы оксидноникелевого электрода
5.6. Экспериментальная проверка присутствия гидрида никеля в никелевой матрице оксидноникелевого электрода 9
5.7. Энергетический баланс процесса теплового разгона. .
5.8. Обсуждение причин теплового разгона
5.9. Исследование электрохимических реакций на гидриде никеля
5 Механизм теплового разгона
5 Структурное моделирование теплового разгона.
5 Практические рекомендации по предотвращению процесса теплового разгона в никелькадмиевых аккумуляторах.
ОБЩИН ВЫВОДЫ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что в исследованном интервале токов и температур окружающей среды не происходит теплового разгона и обеспечивается безопасная эксплуатация элементов. При исследовании, и разработке литиевых аккумуляторов одной из основных проблем являетсяобеспечение безопасности эксплуатации. Для предотвращения теплового разгона аккумуляторов при внутреннем коротком замыкании в работе 1 используется сепаратор из пористой полимерной пленки. Выключающее поведение сепаратора исследовалось методами импедансных измерений и термического анализа. Установлено, что отключение тока зависит от электролита, находящегося в порах сепаратора. Системный подход к пониманию основных принципов безопасной работы литийионных батарей был предпринят в работе 2. Вопервых, в работе представлены экспериментальные тепловые характеристики заряженных призматических литийионполимерных батарей. Эти батареи, в различных состояниях нагрузки, были испытаны внутри калориметра с ускоренной оценкой , чтобы определить температуру начало теплового разгона. Кроме того, электроды этих батарей исследовались при различных температурах, контролируя одновременно импеданс в 1 кГц и напряжение разомкнутой цепи V как функции температуры. Увеличение импеданса наблюдалось около 3 С, соответствующего разрушению полиэтиленового сепаратора. Вовторых, измерение импеданса было выполнено по широкому диапазону частот вместо 1 кГц, когда батарея нагревалась от температуры, окружающей среды в 0 С. Конечные спектры импеданса были смоделированы, используя соответствующую эквивалентную схему. В результате было сделано заключение, что спектры импеданса, наблюдаемые при высокой частоте и низкой частоте, происходят изза процессов, встречающихся в слоях анодэлектролит и катодэлектролит, соответственно. Энергия активации Е была найдена в диапазонах 0,,6 и 0,0, V, для катодных и анодных процессов, соответственно. Кроме того, сделано предположение, что изменение в составе электролита основной фактор, ответственный за повышение импеданса ячейки при высоких температурах. В статье 3 сообщается о влиянии состава смешанного электролита и его компонент на емкость, отдаваемую при циклировании литийметаламорфной ячейки V 5 в молярном отношении. Используемые растворители были этил карбонатом ЕС, пропилен карбонатом , 2 2 и . Электролиты, исследованные в экспериментах, содержали троичные и четверичные смешанные системы. Цель работы состояла в том, чтобы получить электролит, который реализует более высокую емкость иили более высокую циклируемость, чем предварительно изученная троичная система ЕСРС2МеТНР . Из всех электролитов, исследованных здесь, ЕСРС2МеТНР в объеме троичная система показала лучшую работу батареи. Кроме того, температурные испытания были выполнены на ААразмере с ЕСРС2МеТНР электролитом с целью получить гарантии от теплового разгона. Электрохимическая работа ii. Данные нагрузки преобладают в электрических и гибридных транспортных средствах. Тепловые свойства этого катода были исследованы, используя дифференциалыюсканирующую и ускоренную калориметрию. Ячейка, изготовленная с ii катодом показала превосходную отдаваемую мощность и устойчивость к тепловому разгону. Влияние состава электролита на циклируемость и безопасность работы ячейки с литиевым металлическим анодом, и аморфным катодом а УгОзР2О5 было исследовано в работе 5. Ток разряда был мА а ток заряда 0 мА. Электролиты были этилен карбонат ЕС 2те1Ъуке1гаЬус1го1ш,ап 2МеТНЕ и ЕСпропилен ПК2МеТНР. Трехкомпонентный электролит, содержал объемных процентов 2МеТНР, чтобы обеспечить более высокую удельную проводимость. Растворенное вещество было 1,5 мольдм3 Е1АРб. Ячейки с ЕС2МеТОТ показали самый большой срок службы по циклируемости среди всех электролитов, исследованных в работе. Ячейки с ЕСРС2МеТНР имели самый большой срок службы среди трехкомпонентных смешанных растворителей. Ни свежие, ни циклированные ячейки с ЕСРС2МеТНР не дымились, и не загорались при 0 С, и при коротком замыкании. Однако, свежая ячейка с ЕС2МеТНР загорелась при 0 С.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.312, запросов: 242