No 24. līdz 26. augustam Šeņdžeņā notika Oglekļa neitrālas enerģijas samita forums un 3. Ķīnas starptautiskā jauno enerģijas uzglabāšanas tehnoloģiju un inženierijas lietojumu konference un Jauno enerģijas uzglabāšanas tehnoloģiju jauno zinātnieku forums Šeņdžeņas attīstības un reformu komisijas vadībā. - organizē Ķīnas Ķīmiskās un fizikālās enerģijas nozares asociācija un Dienvidu Zinātnes un tehnoloģiju universitātes Oglekļa neitrālas enerģijas pētniecības institūts, un to atbalsta vairāk nekā 100 iestādes. Konferences tēma ir "Jaunas produktivitātes attīstīšana un enerģijas uzglabāšanas nozares kvalitatīvas attīstības veicināšana."
Konferences organizatori aicināja 6 akadēmiķus un 100 nozares ekspertus veikt padziļinātas diskusijas un viedokļu apmaiņas par 12 īpašām sesijām, tostarp par jauniem enerģijas uzglabāšanas sistēmu integrācijas risinājumiem, ilgtermiņa enerģijas uzglabāšanas tehnoloģiju un lietojumiem, virtuālajām spēkstacijām, rūpniecisko un komerciālo enerģiju. uzglabāšana, jaunas enerģijas uzglabāšanas baterijas, jauni enerģijas uzglabāšanas un elektroenerģijas tirgi, viedie mikrotīkli, enerģijas uzglabāšanas standartu veicināšana un jaunu enerģijas uzglabāšanas tehnoloģiju jauno zinātnieku forums.
25. augusta rītā profesors Ning Xiaohui no Sjaņas Dzjaotongas universitātes Materiālzinātnes un inženierzinātņu skolas tika uzaicināts uzstāties ar galveno runu "Jaunās enerģijas uzglabāšanas akumulatora īpašajā sesijā". Ziņojuma nosaukums bija "Progress in New Liquid Metal Energy Storage Battery Technology".
Labrīt, visiem! Es esmu Ning Xiaohui no Sjaņas Dzjaotongas universitātes. Salīdzinājumā ar nātrija jonu akumulatoru, par kuru tikko runāja profesors Cao, un plūsmas akumulatoru, ko iepazīstināja profesors Jans, mūsu tehnoloģija ir ļoti niša. To sauc par jauna veida šķidrā metāla enerģijas uzglabāšanas akumulatoru. Mūsu lieta precīzāk tiek definēta kā šķidrs metāls. Šis akumulators atšķiras no litija jonu akumulatora, plūsmas akumulatora un nātrija jonu akumulatora, ko izmanto jūsu mobilajā tālrunī. Tas ir augstas temperatūras akumulators. Liels paldies par iespēju iepazīstināt ar mūsu pētniecības grupas progresu šajā jomā.
Ar priekšvēsturi un nozīmi tikko iepazīstināja visi skolotāji. Galvenais ir tas, ka pašreizējie oglekļa maksimuma un oglekļa neitralitātes mērķi liek mums pārveidot savu enerģijas struktūru. No pašreizējās enerģijas struktūras, kurā dominē fosilā enerģija, uz nākotnes struktūru, kurā dominē jaunā enerģija. Šī transformācija ir daudz prasīgāka elektrotīkla sistēmai, jo mūsu pašreizējais elektrotīkls ir balstīts uz siltumenerģiju, tostarp hidroenerģiju un kodolenerģiju. Šie trīs enerģijas avoti ir ļoti stabili, un tos var kontrolēt, lai ražotu elektroenerģiju. Enerģijas patēriņa ziņā mūsu rūpnīcās un mājsaimniecībās enerģijas patēriņa likumi ir izsekojami. Tagad mēs varam pilnībā nodrošināt dinamisko līdzsvaru starp elektroenerģijas ražošanas pusi un elektroenerģijas patēriņa pusi, izmantojot valsts tīklu un dienvidu elektrotīklu, liela mēroga pārvades un sadales un liela mēroga dispečerēšanas iespējas. Taču nākotnē mums ir jāpārveido sava enerģijas struktūra. Vēja enerģija un fotoelementu enerģija ir jāpievieno elektroenerģijas ražošanas pusei. Ikviens zina, ka šī enerģija ir ļoti nepastāvīga un nejauša. Tātad pēc tā pievienošanas elektroenerģijas ražošanas pusei arī šī puse ļoti svārstīsies, un līdz ar pieaugošajām izmaiņām mikrotīkla enerģijas patēriņa pusē, piemēram, elektriskajos transportlīdzekļos un jaunā enerģijā, lietotāja puses nejaušība un nekontrolējamība kļūs arvien grūtāk. Šajā gadījumā liela mēroga enerģijas uzglabāšanas tehnoloģija mums ir ļoti svarīga.
Kā redzams, "14.piecgades plānā" jaunajā enerģijas uzglabāšanas attīstības plānā arī mūsu Nacionālās attīstības un reformu komisija un Enerģētikas birojs skaidri norādīja, ka cer uzbūvēt jaunu inovatīvu sistēmu jaunai enerģijas uzkrāšanai un palielināt attīstību. daudzveidīgām tehnoloģijām. Šajā kontekstā mūsu nišas enerģijas uzglabāšanas tehnoloģijai ir maz vietas, lai izdzīvotu.
Ja mēs vēlamies izgatavot enerģijas akumulatorus, mums ir jāizveido dažas inovatīvākas sistēmas un jāatsakās no dažām iepriekšējām dizaina idejām. Mums ir jāatrod dažas jaunas elektrodu materiālu sistēmas un jāizstrādā dažas jaunas akumulatoru struktūras, pirms mēs varam nākt klajā ar dažām jaunām enerģijas uzglabāšanas akumulatoru tehnoloģijām.
Mans bijušais mentors MIT, profesors Sadoway, savulaik strādāja metalurģijā, un viņu aizrāva alumīnija elektrolīzes šūnas. Metāls uz Napoleona vainaga bija izgatavots no alumīnija, tāpat kā metāls Vašingtonas pieminekļa galā. Alumīnijs tajā laikā bija ļoti dārgs, taču pēc elektrolīzes iegūšanas alumīnijs kļuva ļoti lēts un ienāca tūkstošiem mājsaimniecību, tāpēc viņu aizrāva alumīnija elektrolīzes tehnoloģija.
Elektrolīzes process ir apgriezts process akumulatoriem, kurus mēs izmantojam tagad. Mūsu elektrolīzes process galvenokārt pārvērš elektrisko enerģiju ķīmiskajā enerģijā, bet akumulatori ķīmisko enerģiju pārvērš elektroenerģijā. Uzlādējot akumulatorus, tiek izmantots elektrolīzes princips. Alumīnija elektrolīzes šūna ir ļoti liela, simtiem metru gara, un tā patērē daudz elektrības. Tā ir 500,000 ampēru 4 voltu sistēma, un tā katru dienu patērē daudz elektroenerģijas. Tolaik viena no mūsu pamata idejām bija apgriezt elektrolīzes procesu un pārvērst elektrību patērējošās lietas par elektrības akumulatoriem, pārvēršot tās par milzīgu akumulatoru enerģijas uzkrāšanai. Kā to izdarīt? Mēs domājām par alumīnija elektrolīzes rafinēšanas procesu, elektroķīmiskās attīrīšanas procesu no neapstrādāta alumīnija uz rafinētu alumīniju, izmantojot trīsslāņu šķidruma struktūru, apakšā ir neapstrādāts alumīnijs, un elektrolīts vidū ir izkausēta sāls sistēma, līdzīga galda sāls, ko mēs redzam ikdienā. Šī lieta izkusīs augstā temperatūrā un kļūs par ūdenim līdzīgu šķidrumu, kas var vadīt jonus, tāpēc elektrolīts ir izkausēts sāls, un augšpusē var iegūt rafinētu alumīnija materiālu. Kāpēc var izveidot trīs šķidru materiālu slāņus? Tā kā šo trīs materiālu blīvums ir atšķirīgs, tie dabiski ir sadalīti trīs slāņos: augšējā, vidējā un apakšējā. Turklāt elektrolīzes process darbojas augstā temperatūrā un var iziet lielas strāvas.
Ar šīm domām mēs domājām, vai mēs varētu izmantot alumīnija elektrolītiskās attīrīšanas principu, lai izstrādātu trīsslāņu šķidro akumulatoru, šķidrā metāla akumulatoru. Trīs šķidrā metāla akumulatora materiāliem, pozitīvajam elektrodam, negatīvajam elektroda materiālam un elektrolīta materiālam, ir atšķirīgs blīvums, tāpēc tos dabiski var iedalīt trīs slāņos: augšējā, vidējā un apakšējā. Vieglākais metāls atrodas augšpusē, kas ir akumulatora negatīvais elektrods, un metāls ar vislielāko blīvumu atrodas apakšā, kas ir akumulatora pozitīvais elektrods. Vidū ir izkausētā sāls sistēma. Kad akumulators ir izlādējies, negatīvais elektrods kļūs par joniem, izkliedēsies uz pozitīvā elektroda virsmu caur elektrolīta izkausēto sāli un veidos sakausējumu; uzlāde ir apgriezts process. Uzlādes un izlādes procesa laikā mainās tikai šķidrā elektroda materiāla tilpums, un nav problēmu ar cietā materiāla struktūru vai materiāla struktūras sabrukumu. Tātad teorētiski tā cikla mūžs var būt ļoti garš. Šķidrajos metālos tiek izmantoti salīdzinoši lēti metāli ar salīdzinoši bagātīgām rezervēm, tāpēc izmaksas ir salīdzinoši zemas. Tajā pašā laikā elektrolīts vidū ir izgatavots no neorganiskas kausētas sāls, kam nav nepieciešama diafragma un ir salīdzinoši zemas izmaksas. Turklāt tam ir ļoti augsta jonu vadītspēja augstās temperatūrās. Turklāt trīsslāņu šķidruma struktūra ir ļoti vienkārša, ja akumulators ir palielināts, tāpēc ir ļoti viegli izveidot atsevišķas šūnas ar simtiem ampērstundu. Mūsu laboratorija var izgatavot akumulatoru elementus ar jaudu, kas pārsniedz 200 ampērstundas. Vienīgā problēma ir tā, ka tā ir augstas temperatūras sistēma, tāpēc, kad tā pirmo reizi tiek darbināta, tā ir jāuzsilda. Tomēr pēc tam, kad akumulatorus saliksim kaudzītē un veiksim labāku izolācijas darbu, uzlādes un izlādes procesā radīsies liels siltuma daudzums, kas var panākt dinamisku līdzsvaru ar siltuma zudumiem, kas ir pietiekami, lai šķidrā metāla akumulators darbotos tik augsta temperatūra, tāpēc to var izveidot par pašsildīšanas sistēmu.
Kā redzams no šejienes attēla, lai visi skaidrāk saprastu šķidrā metāla akumulatora jēdzienu, mēs laboratorijā uzbūvējām istabas temperatūras šķidrā akumulatora Demo. Protams, to nevar izmantot praksē, jo tā pozitīvais elektrods izmanto toksisku dzīvsudraba metālu. Mēs uzbūvējām šo akumulatoru, lai ikviens varētu skaidrāk redzēt trīsslāņu šķidruma struktūru. Šim akumulatoram ir spriegums, un to var viegli uzlādēt un izlādēt, taču veiktspēja nav labāka par mūsu faktisko augstas temperatūras akumulatora darbību. Tas ir tikai tāpēc, lai visi saprastu trīsslāņu šķidruma jēdzienu.
un dendrīta augšana akumulatora cikla laikā. Tā kā tas ir šķidrs, uzlādes un izlādes procesā nav spriedzes, tāpēc pulverizēšana nenotiks bez stresa. Tajā pašā laikā saskarne starp šķidro metālu un šķidro elektrolītu ir šķidruma-šķidruma saskarne ar ļoti labu kontaktu, tādējādi atrisinot saskares saskarnes problēmu starp cieto elektrodu un elektrolītu.
Šķidrā metāla akumulatoriem ir arī dažas priekšrocības. Tā kā trīsslāņu šķidruma struktūra tiek automātiski slāņota, pamatojoties uz dažādu materiālu blīvumu, visa akumulatora struktūra ir ļoti vienkārša, un to ir ļoti viegli palielināt. Mūsu laboratorija var izgatavot baterijas ar jaudu 200 ampērstundas, 300 ampērstundas vai pat 500 vai 600 ampērstundas. Otrais ir tas, ka šķidrajiem elektrodiem nav izmaiņu cieto elektrodu struktūrā, kas izraisa akumulatora jaudas samazināšanos. Salīdzinot ar mūsu cietvielu akumulatoriem, pēc ilgiem cikliem elektrodu materiāla struktūra sabrūk un izraisa jaudas samazināšanos. Šī problēma mūsu sistēmā nepastāv, tāpēc mūsu akumulatoram ir salīdzinoši ilgs kalpošanas laiks. Turklāt elektrolīta izkausētā sāls vidū ir siltuma uzglabāšanas tehnoloģija enerģijas uzglabāšanas tehnoloģijā. Pati izkausētais sāls tiek izmantots kā siltuma uzglabāšanas materiāls. Ja pēc siltuma radīšanas akumulators ir īssavienots un rada siltumu, to absorbēs izkusušais sāls, un nepastāvēs aizdegšanās un sprādziena risks. Tajā pašā laikā nav nepieciešama diafragma, tāpēc izmaksas ir salīdzinoši zemas.
"14. Piecgades plāns jaunu enerģijas uzglabāšanas attīstībai" arī piedāvā izmantot šķidro metālu akumulatorus kā jaunu tehnoloģiju un virzienu, kas jārisina nākotnē, un cer, ka nākotnē tie tiks pielietoti enerģijas uzglabāšanas jomā. .
Tālāk ir sniegts ievads mūsu pētnieku grupas progresam akumulatoru materiālu sistēmu, tostarp atsevišķu elementu un enerģijas uzglabāšanas sistēmu, jomā. Šie ir daži no mūsu pētījuma rezultātiem par šķidro metālu akumulatoru materiālu sistēmu projektēšanu.
Kā mēs visi zinām, visvienkāršākais veids, kā izvēlēties materiālus, ir atgriezties pie periodiskās tabulas. Tā kā mūsu akumulatoram ir jābūt noteiktam spriegumam, negatīvajam elektrodam jābūt izgatavotam no vieglāka metāla. Periodiskajā tabulā meklējam sārmu metālus un sārmzemju metālus, kas ir salīdzinoši viegli un ar noteiktu aktivitāti. Pozitīvais elektrods ir jāizgatavo no kaut kā ar lielāku blīvumu un zemāku kušanas temperatūru, tāpēc mūsu klāsts ir metāla elementi ar spēcīgākām nemetāla īpašībām, kas ir solis starp metāla elementiem un nemetāla elementiem.
Parasti elektrodu materiālu sistēmu projektēšana notiek no vienkāršas līdz sarežģītai, tāpēc mēs sākotnēji izveidojām salīdzinoši vienkāršu sistēmu. Negatīvajam elektrodam izmantotais metāla elements ir litijs, kura kušanas temperatūra ir aptuveni 180 grādi pēc Celsija. Pozitīvais elektrods ir bismuts, kura kušanas temperatūra ir lielāka par 270 grādiem. Vidū izkausētais sāls ir uz litija bāzes, kura kušanas temperatūra ir aptuveni 400 grādi pēc Celsija. Tāpēc, ja mūsu akumulators darbojas 500 grādu temperatūrā pēc Celsija, tas ir trīsslāņu šķidra struktūra.
Mēs atklājām interesantu mehānismu šajā litija / bismuta šķidrā metāla akumulatoru sistēmā. Sākotnēji domājām, ka elektrods uzlādes un izlādes procesā vienmēr palika šķidrā stāvoklī, bet patiesībā pozitīvais elektrods nav tāds. Negatīvs elektrods vienmēr paliek šķidrā stāvoklī, bet izlādes procesa laikā pozitīvā elektroda pusē izlādes procesa vidū tiks ģenerēti daži cietfāzes intermetāliski savienojumi. Bet šī cietā fāze pastāv tikai izlādes procesa laikā, un uzlādes laikā tā atgriezīsies šķidrā fāzē. Citiem vārdiem sakot, pozitīvais elektrods faktiski ir dziedināms. Izlādes laikā tiks ģenerēta cietā fāze, bet uzlādes laikā cietā fāze pazūd, un uzlādes laikā tā atgriezīsies trīsslāņu šķidrā struktūrā.
Kā izskatās mūsu īstais akumulators? Tas ir attēls apakšējā labajā stūrī (skatiet PPT). Tas atšķiras no baterijām, kuras redzat tagad. Tas ir lielāks un smagāks, un tajā tiek izmantots nerūsējošā tērauda apvalks. Šajā sistēmā mēs pārbaudījām dažādu jaudu akumulatoru stabilitāti. Mazākais akumulators ir ļoti mazs, tā diametrs ir 1,3 cm labajā pusē un ietilpība ir aptuveni daži simti mAh. Lielākā diametrs ir aptuveni 15 cm, un esam sasnieguši 143 ampērstundu jaudu. Mēs esam to darbinājuši 300 ciklus, neredzot jaudas samazināšanos.
Lai gan šī sistēma darbojas labi, iekšējā pretestība ir salīdzinoši liela, un saskarne starp elektrodu un elektrolītu ir nedaudz nelīdzsvarota. Vēlāk mēs atklājām, ka, tā kā akumulatora korpuss ir izgatavots no nerūsējošā tērauda, šķidrais metāls Bi pilnībā nesamitrina nerūsējošo tēraudu, tāpēc iekšējā pretestība ir salīdzinoši liela. Lai uzlabotu mitrināmību, mēs pievienojām ļoti nelielu daudzumu Se elementa Bi. Pēc Se elementa pievienošanas pozitīvais elektrods un nerūsējošais tērauds ir pilnībā samitrināti, kas samazina akumulatora iekšējo pretestību. Tāpēc mēs izgatavojām akumulatoru ar jaudu 20 ampērstundas, darbinājām to 1200 ciklus, un jaudas saglabāšanas līmenis sasniedza 98,4%.
Tad mēs atklājām, ka Li|Bi akumulatora spriegums bija salīdzinoši zems, tāpēc domājām, vai pozitīvajam elektrodam varētu pievienot kādu sakausējuma elementu Sb. Sb spriegums ir augstāks par Bi, bet kušanas temperatūra ir arī augstāka, sasniedzot vairāk nekā 600 grādus, tāpēc mēs leģējām Bi un Sb, lai kušanas temperatūru varētu pazemināt un spriegumu var paaugstināt. Pēc Sb pievienošanas mēs redzam, ka izlādes sprieguma platforma ir uzlabota. Tādā veidā mēs izveidojām 5 ampērstundu jaudas akumulatoru un darbojās ar to vairāk nekā 160 ciklus bez jaudas samazināšanās.
Bet šī BiSb pozitīvā elektroda problēma ir tā, ka tā augstā veiktspēja nav laba. Mēs vēlamies zināt, vai varam uzlabot tā augstās likmes veiktspēju. Apskatīsim Te elementu periodiskajā tabulā. Te ir salīdzinoši dārga, tāpēc izmantojam arī kā piedevu elementu. Pēc nedaudz pievienošanas Te izlādes spriegums ļoti atšķiras no Bi un Sb. Tāpēc mēs vispirms ļaujam Te veidot dažas cietas fāzes uz virsmas. Izlādes laikā pozitīvā elektroda daudzkomponentu sakausējuma veidošanās laikā radītā sprieguma dēļ Te cietās fāzes slānī var tikt izspiestas daudzas plaisas, tādējādi mēs esam nemanāmi palielinājuši kanālus daudziem litija joniem. Pēc tam, kad pievienojām nedaudz Te , mēs atklājām, ka tika uzlabota arī akumulatora veiktspēja. Kad mēs pārgājām no 100 mAh uz kvadrātcentimetru līdz 1000 mAh uz kvadrātcentimetru, atgriezeniskais jaudas zudums bija ļoti mazs.
Mēs atklājām, ka sakausējuma elementu pievienošana pozitīvajam elektrodam var ierobežotā mērā uzlabot akumulatora veiktspēju, taču, ja mēs paļaujamies tikai uz mūsu pieredzi vai eksperimentālo izmēģinājumu un kļūdu, laika un naudas izmaksas ir salīdzinoši augstas, tāpēc mēs domājām, vai mēs varētu izmantot AI. tehnoloģija. Tāpēc mēs izmantojām dažas mašīnmācīšanās metodes un izveidojām datu bāzi. Izmantojot mašīnmācīšanos, mēs varējām izstrādāt daudzelementu sakausējuma pozitīvos elektrodus. Mēs izstrādājām ceturkšņa sakausējuma pozitīvo elektrodu, izmantojot mašīnmācīšanos, un panācām veiktspējas uzlabojumus. Tajā pašā laikā mūsu iepriekšējā elektrodu sistēmā kā negatīvais elektrods tika izmantots litijs, bet litijs ir salīdzinoši dārgs, tāpēc mēs izstrādājām uz kalcija bāzes sakausējuma negatīvu elektrodu, kas stabili darbojās 500 ciklus bez jaudas zuduma. Mēs atklājām, ka mašīnmācības izmantošana patiešām var mums palīdzēt izstrādāt elektrodu materiālu sistēmas, ietaupot daudz laika un izmaksu.
Papildus pētījumiem par šķidro metālu akumulatoru elektrodu materiālu sistēmu mēs izstrādājām un optimizējām arī šķidro metālu akumulatoru monomērus. Vispirms izgatavojām nelielas baterijas, jo to darījām laboratorijā un vairākus gadus nebija iespējams pārbaudīt. Tāpēc mēs izgatavojām 5 ampērstundu šķidrā metāla akumulatoru, kas tika pārbaudīts ar 15 ampēru izlādes strāvu. Uzlādes un izlādes strāvas bija 15 ampēri, 100% dziļa uzlāde un dziļa izlāde, un ātrums 3C. Šis akumulators darbojās vairāk nekā 4100 ciklus, un izlādētā jauda bija aptuveni 4,92 ampērstundas, materiāla izlietojuma līmenis sasniedza 98,4%, un kuloniskā efektivitāte bija 99,52%.
Izgatavojām arī lielākas ietilpības, 200 ampērstundu akumulatoru. Tā kā laboratorijas uzlādes un izlādes strāvas aprīkojums ir ierobežots, mēs varam uzlādēt un izlādēt tikai ar strāvu 50 ampēri, 0,25 C, kā arī uzlādējam un izlādējam 100% dziļi. Izlādes jauda var sasniegt 199,4 ampērstundas, un materiālu izmantošanas līmenis var sasniegt 96,79%. Tas ir stabili darbojies vairāk nekā 700 ciklus deviņus mēnešus, un nav konstatēta acīmredzama jaudas samazināšanās, kas patiešām pierāda, ka mūsu šķidrā metāla akumulatoram ir laba cikla stabilitāte.
Vēl viens jautājums, kas cilvēkus vairāk uztrauc šķidrā metāla akumulatori, ir tas, kas notiek, ja trīs šķidruma slāņi tiek sajaukti kopā vai akumulators tiek apgāzts, tāpēc testēšanai paņēmām 200 ampērstundu akumulatoru un novietojām to uz rotējoša sildīšanas galda. Tā kā mūsu akumulators darbojas augstā temperatūrā, ja mēs vēlamies to pārbaudīt, mums tas ir jāuztur augstas temperatūras sistēmā, kas var griezties. Kad mēs to noliecam uz 31,9 grādiem, akumulatora trīsslāņu šķidruma struktūra joprojām tiek saglabāta, tāpēc akumulators joprojām var normāli uzlādēt un izlādēties, bet, ja tas ir pilnībā apgriezts otrādi un pagriezts par 90 grādiem, pozitīvais un negatīvais pols. tiks īssavienots un sajaukts kopā, un šajā laikā tiks ģenerēts siltums. Mēs arī izmērījām purpursarkanās un dzeltenās līknes apakšējā labajā stūrī. Šie divi termopāri ir piestiprināti pie akumulatora sienas, un mēs varam izmērīt akumulatora temperatūras pieaugumu pēc ķēdes posma, no 550 grādiem pēc Celsija līdz 590 grādiem pēc Celsija, kas ir aptuveni 45 grādi pēc Celsija. Tas nozīmē, ka izkausētā sāls sistēma absorbē lielu daudzumu saražotā siltuma, tāpēc nav iespējamas nekādas gazifikācijas un eksplozijas.
Tajā pašā laikā, ja mūsu baterijas nākotnē tiks izmantotas faktiskās enerģijas uzkrāšanas situācijās, tās var saskarties ar dažām ekstremālām situācijām, piemēram, zemestrīcēm. Tāpēc mēs arī veicām dažus drošības testus ar 20 Hz zemestrīces frekvenci, tostarp dažas vertikālās vibrācijas un horizontālās vibrācijas. Šajā gadījumā urbumus uz akumulatora līknes rada elektroinstalācijas pozīcijas vibrācija, bet akumulators var normāli darboties vertikālās vibrācijas laikā. Horizontālās vibrācijas laikā notika īssavienojums, bet, kad akumulatora vibrācija apstājās, akumulators pārstāja darboties un kādu laiku stāvēja uz vietas, un pēc tam akumulatoru atkal varēja normāli uzlādēt un izlādēt. Tas pierāda, ka šajā līmenī zemestrīces frekvence 20Hz10Hz īpaši neietekmē akumulatoru.
13. piecgades plāna laikā mēs īstenojām galvenos pētniecības un attīstības projektus un izveidojām akumulatoru. Šajā procesā mēs vispirms pārvarējām galvenās problēmas sistēmā, piemēram, akumulatora konsekvenci. Mēs optimizējām akumulatora struktūru, sastāvdaļas, montāžas procesu, konstrukcijas parametrus utt., kā arī uzlabojām akumulatora konsistenci. Akumulatora jaudas starpība, kas pārsniedz 200 ampērstundas, ir mazāka par 2 ampērstundām, un iekšējās pretestības atšķirība ir mazāka par 2 miliomiem. Akumulatora konsistence ir salīdzinoši augsta. 0,2 C viena elementa vidējā energoefektivitāte var sasniegt vairāk nekā 86%.
Tā kā mūsu šķidrā metāla akumulatora spriegums ir salīdzinoši zems, atšķirībā no pašreizējām litija un nātrija baterijām, mums ir arī jāizstrādā savs BMS. Tāpēc, pamatojoties uz lielas strāvas un zemsprieguma raksturlielumiem, mēs izstrādājām divslāņu balansēšanas sistēmu. Pēc balansēšanas mūsu akumulatora konsistence ir ļoti augsta, ar sprieguma starpību 40,6 mV un balansēšanas strāvu 1,4 ampēri.
Pamatojoties uz to, mums ir jāsavieno arī apkures modulis. Tā kā mēs esam augstas temperatūras akumulators, apkures projektēšanai sistēmā izmantojam karstā gaisa konvekcijas principu, kā arī veicam piesardzības pasākumus pret temperatūras pazemināšanos. Attēlā apakšējā labajā stūrī redzams, ka pēc tam, kad sērijveidā ir pievienots aptuveni ducis akumulatoru, tie darbojas ar ātrumu 0.5C. Zilā līkne ir ārējās strāvas strāva. Redzams, ka, darbojoties pie 0.5C, šī akumulatora radītā siltuma pietiek, lai akumulators darbotos pats. Tas pats par sevi ir 500 grādi pēc Celsija, tāpēc nav nepieciešama ārējā apkure, un var panākt pašsildīšanu. Protams, šim akumulatoram joprojām ir nepieciešams, lai mēs to nedaudz uzsildītu, kad tas darbojas pirmo reizi, taču tas nav nepieciešams normālas darbības laikā.
Pamatojoties uz to, mēs sadarbojāmies ar profesoru Dzjanu Kai no Huazhong Zinātnes un tehnoloģijas universitātes, lai izveidotu šķidro metālu akumulatoru trīsdimensiju siltuma pārneses savienojuma modeli, ierosinājām elektriskās-termiskās sakabes pakalpojumu raksturlielumu regulēšanas stratēģiju, realizējām daudzlīmeņu akumulatora efektivitāti. vadības sistēmu un uzbūvēja valstī pirmo 5KW un 30KWH litija bāzes šķidrā metāla akumulatoru sistēmu, kas arī izturēja trešās puses testēšanu.
Pamatojoties uz to, mēs esam uzkrājuši tehnoloģijas gadu gaitā. 2023. gada jūnijā Siaņā tika nodibināta Henghui Keyuan (Xi'an) New Energy Technology Co., Ltd., kuras mērķis ir veicināt šķidro metālu akumulatoru tehnoloģiju industrializāciju. Eņģeļu kārta ir saņēmusi desmitiem miljonu finansējumu no Jiangyuan Investment. Eksperti un skolotāji ir laipni aicināti ierasties Sjaņā, lai vadītu mūsu darbu.