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保定市滿(mǎn)城區聯(lián)東U谷22號樓
未來(lái)新能源將在能源結構中占據越來(lái)越高的比例,電能的存儲及利用是能源結構轉型中的關(guān)鍵環(huán)節。電池循環(huán)壽命超過(guò)5000次、價(jià)格低于1.5元/Wh,或者循環(huán)壽命超過(guò)10000次、價(jià)格低于3元/Wh將是截至2020年儲能鋰離子電池的研發(fā)和生產(chǎn)目標;而能量密度高于350 Wh/kg、成本低于0.8元/Wh以及使用壽命長(cháng)達10年的高安全性動(dòng)力鋰電池未來(lái)將會(huì )是長(cháng)期的研究熱點(diǎn)。
動(dòng)力電池安全性是當前動(dòng)力電池企業(yè)和車(chē)企普遍關(guān)心的問(wèn)題,新體系高能量密度電池仍然是科研院所的前沿課題,以金屬鋰為負極、固體鋰離子導體為電解質(zhì)的鋰空氣或鋰硫電池被認為是動(dòng)力電池未來(lái)的發(fā)展方向。
全球已經(jīng)進(jìn)入從化石能源向可再生能源轉變的時(shí)期,環(huán)境保護與新能源技術(shù)的開(kāi)發(fā)是世界各國關(guān)注的熱點(diǎn)。汽車(chē)雖然是21世紀最重要的交通工具,但是其帶來(lái)的環(huán)境污染也成為全球性問(wèn)題。
隨著(zhù)汽車(chē)數量越來(lái)越多、使用范圍越來(lái)越廣,產(chǎn)生的負面作用也越來(lái)越大。開(kāi)發(fā)電動(dòng)汽車(chē)(EV),已成為世界各國的首要任務(wù)。
近十年來(lái),中國政府、高校、汽車(chē)制造商和電池公司已投入大量的人力、資金加速電動(dòng)汽車(chē)的研發(fā),中國已經(jīng)成為世界電池技術(shù)、制造及市場(chǎng)密集的地區。鋰離子電池因具有高能量密度、高功率密度、體系豐富的特點(diǎn),成為公認的最有前景的動(dòng)力電池,但作為一個(gè)新興產(chǎn)業(yè),鋰電池在技術(shù)、設備和應用方面還有很大的發(fā)展空間。
近年來(lái),環(huán)境問(wèn)題,能源問(wèn)題日益嚴重,已經(jīng)影響到了人們的日常生活。人們一方面探索新能源,另一方面開(kāi)發(fā)先進(jìn)的能源管理方式。磷酸鐵鋰電池安全無(wú)污染,可大電流放電等眾多優(yōu)點(diǎn)被人們廣泛關(guān)注,在后備電源,汽車(chē)等領(lǐng)域得到了廣泛應用。
鋰電池管理系統BMS(Battery Management System)也應運而生,成為很多科研機構的研究熱點(diǎn)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),BMS管理系統就是動(dòng)態(tài)監測電池運行過(guò)程中的各種參數,并根據采集到的數據信息進(jìn)行容量估算,評估電池狀態(tài);再根據預設的電池管理策略,做出進(jìn)一步的處理。
如需要時(shí)進(jìn)行備用電源放電,電量不足時(shí)進(jìn)行充電,出現異常時(shí)進(jìn)行報警等。鋰電池管理系統的關(guān)鍵技術(shù)是對電池的荷電狀態(tài)估算,準確的荷電狀態(tài)(SOC)的估計對提高電池使用壽命和提高安全性能具有重要意義。
鋰電池壽命是指電池在使用過(guò)一段時(shí)間后,容量衰減為標稱(chēng)容量(室溫25℃,標準大氣壓,且以0.2C放電的電池容量)的70%,即可認為壽命終止。行業(yè)內一般以鋰電池滿(mǎn)充滿(mǎn)放的循環(huán)次數來(lái)計算循環(huán)壽命。
鋰電池在使用的過(guò)程中,內部會(huì )發(fā)生不可逆的電化學(xué)反應導致容量下降,比如電解液的分解,活性材料的失活,正負極結構的坍塌導致鋰離子嵌入和脫嵌的數量減少等等。實(shí)驗表明,高倍率的放電會(huì )導致容量更快的衰減,如果放電電流較低,電池電壓會(huì )接近平衡電壓,能釋放出更多的能量。
三元鋰電池的理論壽命大概為800次循環(huán),在商業(yè)化的可充電鋰電池中屬于中等。磷酸鐵鋰約為2000次,而鈦酸鋰據說(shuō)可以達到1萬(wàn)次循環(huán)。目前主流的電池廠(chǎng)家在其生產(chǎn)的三元電芯規格書(shū)中注明大于500次(標準條件下充放電),但是電芯在配組做成電池包后,由于一致性問(wèn)題,每個(gè)電芯的電壓和內阻不可能完全一樣,其循環(huán)壽命大約為400次。
鋰電池不建議進(jìn)行深度充放電,過(guò)充過(guò)放均會(huì )對電池的正負極結構造成不可逆的損傷,若是以淺充淺放來(lái)計算的話(huà),循環(huán)壽命至少有1000次。另外,鋰電池若是經(jīng)常在高倍率和高溫環(huán)境下放電,電池壽命也會(huì )大幅下降。
前不久,上海楊浦區一居民家中,發(fā)生了一起鋰電池充電時(shí)爆炸起火的事故,情況十分危險。事實(shí)上,這樣的新聞并不少見(jiàn)。那么,為什么鋰電池在充電時(shí)容易著(zhù)火?有什么辦法可以避免嗎?
相比鉛酸電池,鋰電池更容易發(fā)生安全事故,主要因為二者電解液不同。鉛酸電池電解液一般是水溶液,不易起火;而鋰電池電解液則是有機質(zhì),屬于易燃物。
那么,為什么鉛酸電池可以用水溶液,鋰電池卻要用相對危險的有機質(zhì)作為電解液呢?簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),二者的最高電離電壓不同。水溶液的最高電離電壓為2V,而這個(gè)電離電壓對于鋰電池而言是遠遠不夠的。為了提高電能量密度,鋰電池必須將有機質(zhì)作為電解液。當有機質(zhì)電解液被密封在電池這樣一個(gè)狹窄的空間里面,就會(huì )存在一個(gè)較高的爆炸和起火的風(fēng)險。
為什么充電時(shí),鋰電池容易起火呢?鋰電池負極的SEI膜(即固體電解質(zhì)膜)破壞,是最主要的原因之一。和鉛酸電池一樣,鋰電池也分為正負極,正極一般是鋰的過(guò)渡金屬氧化物,負極是石墨和碳。
而當負極表面的SEI膜被破壞,充電時(shí)產(chǎn)生的碳和鋰的化合物無(wú)法正常到位,電池內部就會(huì )產(chǎn)生巨大的熱量。而當溫度上升,鋰電池的正極就會(huì )自動(dòng)析出氧氣—當“溫度上升、存在易燃物、存在氧氣”這三大燃燒條件都具備時(shí),爆炸起火的概率就急劇上升了。
正因為鋰電池的正極在溫度升高時(shí),會(huì )自動(dòng)釋放氧氣,因此我們無(wú)法通過(guò)隔絕氧氣的辦法來(lái)進(jìn)行滅火,就是說(shuō)干粉滅火器都派不上用場(chǎng)。因此鋰電池著(zhù)火,是非常危險的。
那么,我們如何解決鋰電池的安全問(wèn)題呢?這是一項系統性的工程,需要從電池的設計開(kāi)始,到電池的保護板,再到充電,環(huán)環(huán)相扣地進(jìn)行。所以購買(mǎi)了鋰電池電動(dòng)車(chē)的用戶(hù),一定要按照操作說(shuō)明使用電池,建議大家一年左右進(jìn)行一次電池的安全檢查,防患于未然。
過(guò)年期間,工廠(chǎng)基本都放假,使用的電動(dòng)叉車(chē)或者堆高車(chē)、搬運車(chē)留在工廠(chǎng),又無(wú)人員值班,電池不維護保養或放電后未能及時(shí)充電,長(cháng)期處于虧電狀態(tài),導致年后充不進(jìn)電,出現電量不足,嚴重的則會(huì )造成蓄電池的損壞,無(wú)法啟動(dòng)設備。
什么是電池虧電?虧電就是電量不足,直觀(guān)表現就是電壓不足,低于正常值。虧電狀態(tài)不一定一點(diǎn)電沒(méi)有,只是電量少而已。虧電后,由于電壓過(guò)低,不足以帶動(dòng)車(chē)載用電器正常工作。如果一點(diǎn)電也沒(méi)有,電動(dòng)叉車(chē)電池可能就會(huì )報廢,不可恢復。
電動(dòng)叉車(chē)鋰電池虧電了怎么辦?
1、采用脈沖充電的技術(shù)將鋰電池電解液激活,修復鋰電池。
2、帶有均衡充電功能的充電器直接進(jìn)行均衡充電。
3、加電解液;
4、以上三項都無(wú)法修復鋰電池的話(huà),建議購買(mǎi)正規廠(chǎng)家電池進(jìn)行更換;鑫動(dòng)力小編提醒您:無(wú)論大家買(mǎi)的是鉛酸電池還是鋰電池的電動(dòng)叉車(chē),進(jìn)行全面、專(zhuān)業(yè)的維護和保養電池是設備安全運行的重中之重,忽視電池的維護保養會(huì )影響工作效率,嚴重會(huì )導致設備無(wú)法運行。
目前中國叉車(chē)市場(chǎng)上存在的從事叉車(chē)鋰電池的企業(yè)超過(guò)20家,由于投資規模和企業(yè)性質(zhì)等諸多因素,盡管企業(yè)不少,但是成體系的企業(yè)不多。
1、中國叉車(chē)鋰電池正在經(jīng)歷著(zhù)無(wú)知無(wú)畏階段
最近,國內幾家曾經(jīng)風(fēng)光的叉車(chē)鋰電的企業(yè)出現了經(jīng)營(yíng)危機,資金的短缺和企業(yè)路徑的戰略不足,讓這些背靠堅實(shí)企業(yè)集團,背靠技術(shù)前沿的叉車(chē)鋰電企業(yè)即將關(guān)門(mén)轉行,留給市場(chǎng)上是成千組叉車(chē)鋰電池一個(gè)售后服務(wù)和技術(shù)更新的缺口。
面對叉車(chē)鋰電池的不可逆轉的市場(chǎng)需求,叉車(chē)主機廠(chǎng)們被動(dòng)或者盲目的選擇著(zhù)叉車(chē)鋰電池。存在的隱患是,叉車(chē)鋰電池的供應商和叉車(chē)主機廠(chǎng)的終端用戶(hù)之間是信息斷層的,也就是絕大多數叉車(chē)鋰電池的供應商是不知道它的電池用在哪里,用在哪批車(chē)上,一旦出現質(zhì)量問(wèn)題是沒(méi)有辦法批量和及時(shí)追溯和應對的。
2、叉車(chē)電池的BMS與叉車(chē)的匹配:
目前的BMS都是沿用汽車(chē)行業(yè)的標準改造的。許多BMS對叉車(chē)鋰電池中的特殊性,缺乏理解,通訊協(xié)議的對接不順暢。這在一定程度上會(huì )影響叉車(chē)鋰電的應用和壽命。曾有某品牌叉車(chē)由于和鋰電之間協(xié)同不夠,出現燒控制器的現象,產(chǎn)生經(jīng)濟糾紛。由于叉車(chē)鋰電與汽車(chē)行業(yè)不一樣,規格和尺寸各不相同,批次多,產(chǎn)量少,需要應對各個(gè)品牌的不同型號的叉車(chē),單純從BMS開(kāi)發(fā)的角度,也很難盈利,可持續性存在問(wèn)題。
3、叉車(chē)鋰電價(jià)格競爭慘烈,盈利不足,技術(shù)儲備和增長(cháng)乏力。
叉車(chē)鋰電顯然受到了汽車(chē)行業(yè)低價(jià)競爭不良風(fēng)氣的影響,在本應該進(jìn)行技術(shù)和企業(yè)能力積累階段,卻直接進(jìn)入低價(jià)競爭的窘境中。在歐美國家,叉車(chē)鋰電處在一個(gè)非常穩健的發(fā)展階段。而在中國,叉車(chē)鋰電已經(jīng)呈現價(jià)格探底的狀態(tài)。叉車(chē)鋰電的入行者顯然沒(méi)有看到叉車(chē)鋰電更個(gè)性化和復雜性的售后服務(wù)開(kāi)銷(xiāo)。叉車(chē)鋰電的價(jià)格究竟該是多少?我們在與歐洲林德和永恒力,美國幾大鋰電廠(chǎng)家,以及臺灣主流鋰電企業(yè)的交流中,對應傳統鉛酸電池應用最多的48V560Ah的叉車(chē)鋰電,歐洲和美國的大致價(jià)格在9萬(wàn)元人民幣,年初在與臺灣的鋰電企業(yè)商談叉車(chē)鋰電的市場(chǎng)時(shí),認定低于8萬(wàn)元將很難保證質(zhì)量和盈利。在與國內的叉車(chē)鋰電企業(yè)交流中,大家也認同5-6萬(wàn)元的合理價(jià)格區間。
4、誰(shuí)會(huì )為第一代產(chǎn)品買(mǎi)單?
叉車(chē)鋰電經(jīng)過(guò)幾年的發(fā)展,目前進(jìn)入洗牌整理期,其中的第一批轉行和關(guān)門(mén)的企業(yè)已經(jīng)出現,退出企業(yè)遺留在市場(chǎng)上的鋰電該有誰(shuí)來(lái)負責?由于各家鋰電池的技術(shù)都有不同,因此后續的服務(wù)的延續是一個(gè)棘手的問(wèn)題。隨著(zhù)新能源汽車(chē)領(lǐng)域的補貼的取消,帶來(lái)新一輪鋰電廠(chǎng)家的大浪淘沙,大批淘汰的鋰電廠(chǎng)家留在市場(chǎng)的鋰電(包括一些叉車(chē)鋰電)留下了的售后服務(wù)空白值得行業(yè)關(guān)注。
5、新能源鋰電大廠(chǎng)出現搖擺,中小微企業(yè)現金流出現問(wèn)題,技術(shù)為核心的企業(yè)等待機會(huì )。
現存的叉車(chē)鋰電企業(yè)規模匹配失衡,要么是鋰電大廠(chǎng)的小微部門(mén),規模和盈利水平都很難進(jìn)入鋰電大廠(chǎng)的主流產(chǎn)品,往往最終成為雞肋。
市場(chǎng)存在小微企業(yè),由于現金流和造血功能的不足,一旦出現風(fēng)吹草動(dòng),抗風(fēng)險能力極弱,而少數鋰電技術(shù)轉化的企業(yè)也由于資金和客戶(hù)對技術(shù)的忽視而缺乏動(dòng)力。因此整個(gè)叉車(chē)鋰電行業(yè)都不成體系。
對于用18650電芯做為新能源電動(dòng)汽車(chē)電池的技術(shù)路線(xiàn),大家首先可能把目光轉向特斯拉。特斯拉在進(jìn)行電池開(kāi)發(fā)時(shí),測試了很多種類(lèi)的電池,但最后把目標鎖定在18650電芯,那么18650電芯有哪些優(yōu)缺點(diǎn),鑫動(dòng)力小編給大家分析一下。
我們常說(shuō)的18650其實(shí)是指電池的外形規格,是日本SONY公司當年為了節省成本而定下的一種標準電池型號,其中18表示直徑為18mm,65表示長(cháng)度為65mm,0表示為圓柱形電池。18650電池原指鎳氫電池和鋰離子電池,由于鎳氫的現在比較少用,所以現在多指鋰離子電池。18650鋰離子電池單節標稱(chēng)電壓一般為:3.6V或3.7V;最小放電終止電壓一般為:2.5~2.75V。常見(jiàn)容量為1200~3300mAh。
18650電芯是最早、最成熟、最穩定的鋰離子電池,廣泛應用在電子產(chǎn)品中。多年來(lái),日本廠(chǎng)商在18650電池的生產(chǎn)工藝上積累了大量經(jīng)驗,使得產(chǎn)出的18650電池的一致性、安全性都達到了高水準。
相比之下,層疊式鋰離子電池遠遠沒(méi)有成熟,常見(jiàn)的有方形電池、軟包電池,甚至連尺寸、大小、極耳位置等都不統一,電池廠(chǎng)商所具備的生產(chǎn)工藝也不能滿(mǎn)足條件,大多數以人為控制為主,電池的一致性達不到18650電池的水準。如果電池的一致性達不到要求,大量電池串、并聯(lián)形成的電池組的管理也將不能讓每個(gè)電池的性能更好地發(fā)揮,而18650電芯可以解決這一問(wèn)題。
總結來(lái)說(shuō),18650電池的單體容量小,所需的單體數量會(huì )很多(ModelS有7104只),但是一致性很好;層疊式電池的容量可以做得較大(20Ah到60Ah),單體數量可以降低,但是一致性差。相比之下,現階段很難投入大量的人力物力與電池供應商一起去改善層疊式電池的生產(chǎn)工藝。
在研發(fā)Roadster和ModelS的時(shí)候,Tesla的唯一選擇是從市場(chǎng)上去購買(mǎi)電池,自行開(kāi)發(fā)電池系統。開(kāi)發(fā)一套管理6000多節單體一致性很好的電池系統與開(kāi)發(fā)一套200多節一致性很差的電池系統,相比之下,前者的技術(shù)難度應該更低一些。即使單體電池數目增多,但是如果這些電池的性能是可靠的,管理起來(lái)還是容易一些。
鋰電池儲能現狀,鋰電池在儲能領(lǐng)域的優(yōu)勢。在鋰電池進(jìn)入大規模應用階段下,鋰電池儲能產(chǎn)業(yè)發(fā)展也受到各國政府的大力支持。優(yōu)勢更明顯的儲能磷酸鐵鋰電池開(kāi)始走向大眾。鋰電池儲能市場(chǎng)總容量十分可觀(guān)、用戶(hù)側潛力巨大。
鋰電池儲能現狀
中國作為新能源強國,新能源產(chǎn)業(yè)在近年來(lái)得到了快速發(fā)展,儲能領(lǐng)域也一直被密切關(guān)注,面對巨大的市場(chǎng)需求與潛力,國內鋰電池儲能企業(yè)如沉睡雄獅蓄勢待發(fā)。
鋰電池儲能市場(chǎng)總容量十分可觀(guān)、用戶(hù)側潛力巨大。
目前的鋰電池儲能應用領(lǐng)域看來(lái),儲能的三大領(lǐng)域有:大型風(fēng)光儲能、通信基站的后備電源、家庭儲能。其中通信基站的后備電源領(lǐng)域目前占比重較大,家庭儲能借著(zhù)特斯拉掀起的“能源家庭”浪潮,有較大的進(jìn)一步發(fā)展擴容的空間,大型風(fēng)光儲能短期看來(lái)勢頭不大。
鋰電池在儲能領(lǐng)域的優(yōu)勢
在強大的社會(huì )發(fā)展需求和巨大的潛在市場(chǎng)推動(dòng)下,鋰電池包儲能技術(shù)正向大規模、高效率、長(cháng)壽命、低成本、無(wú)污染的方向發(fā)展。鋰電池儲能是目前最可行的技術(shù)路線(xiàn)。
1.磷酸鐵鋰電池能量密度相對較高、續航能力強,并且隨著(zhù)磷酸鐵鋰正極材料的應用,傳統的碳負極鋰離子動(dòng)力電池的壽命和安全性得到較大提高,首選應用于儲能領(lǐng)域。
2.鋰電池的循環(huán)壽命長(cháng),在未來(lái)改進(jìn)能量密度相對較低、續航能力弱、價(jià)格偏高這些缺點(diǎn)使得鋰電池在儲能領(lǐng)域的應用成為可能。
3.鋰電池倍率性能好,制備比較容易,在未來(lái)改進(jìn)高溫性能和循環(huán)性能不佳等缺點(diǎn)更利于在儲能領(lǐng)域應用。
4.全球鋰電池儲能系統在技術(shù)上占比其他電池儲能系統占比要高出很多,鋰離子電池將成為未來(lái)儲能的主流。2020年,儲能電池的市場(chǎng)將達到700億元人民幣。
5.清潔無(wú)污染.鋰電池不含有鉛、福、汞等有毒物質(zhì),同時(shí)因為電池必須被很好地密封,在使用過(guò)程中極少有氣體放出,不對環(huán)境造成污染。
儲能電源技術(shù)在電力系統中的重要作用隨著(zhù)電力體制改革和智能電網(wǎng)建設的發(fā)展越來(lái)越受到關(guān)注。無(wú)論從國內還是從國際市場(chǎng)的角度來(lái)講,鋰電儲能市場(chǎng)的前景都十分廣闊?;阡囯姵卦趦δ軕妙I(lǐng)域中的優(yōu)勢,而且可以給淘汰下來(lái)的動(dòng)力鋰電池找到新的“用武之地”,各大企業(yè)開(kāi)始布局儲能市場(chǎng)。
ETC龍門(mén)架系統由車(chē)道控制器、ETC天線(xiàn)、車(chē)牌圖像識別設備、補光設備、高清全景攝像機等組成。為保障ETC門(mén)架系統安全、穩定、可靠運行,我們按照新標準設計研發(fā)了一套戶(hù)外智能機柜,有效解決了大功率供電、多電壓輸入輸出、在線(xiàn)浮充式后備電源、不間斷供電零時(shí)間切換、動(dòng)力環(huán)境控制等。
ETC門(mén)架一體化智能機柜核心功能包括了戶(hù)外機柜、配電單元、工業(yè)空調、UPS、后備電池、防雷、消防、智能門(mén)禁、動(dòng)環(huán)監控等功能,具有防盜、防塵、防水、防腐、蓄電能力長(cháng)、實(shí)時(shí)監控、智能預警等特點(diǎn)。但不同省的高速公路ETC門(mén)架系統又有自己的特定要求。
方案優(yōu)點(diǎn)
(1)電壓平臺高(組成相同電壓平臺的電池組,串聯(lián)數量更少);
(2)能量密度大(重量輕、體積小);高速公路ETC門(mén)架系統一體化節能型戶(hù)外機柜
(3)使用壽命長(cháng),環(huán)保(鐵鋰電芯循環(huán)壽命能達到 3000 次,為鉛酸電池的4~5 倍);
(4)免維護性(減少后期人工維護成本);
(5)更綠色環(huán)保,不含鉛等重金屬污染。
ETC配套空調
ETC 門(mén)架系統戶(hù)外一體化智能綜合柜采用門(mén)裝嵌入式機柜空調,不占機柜(房)內部空間;為了提高制冷連續性和運行可靠性,采用空調供電由 UPS 提供,兩臺空調互為備份,輪值運行設計。
(1)制冷:空調可以通過(guò)顯示屏或后臺軟件設置參數:制冷開(kāi)啟溫度和制冷停止溫度。當機柜內溫度高于制冷開(kāi)啟溫度時(shí),開(kāi)始制冷;當機柜內溫度低于制冷停止溫度時(shí),停止制冷。
(2)除濕:當柜內濕度大于除濕開(kāi)啟濕度(默認 75%,范圍 50%~99%),且柜內溫度小于除濕開(kāi)啟溫度(默認25℃,范圍 20~40℃)時(shí),接通電加熱除濕;當柜內溫度升到除濕停止溫度(默認 30℃,范圍 25~50℃),或濕度回落到除濕停止濕度(默認 65%,范圍 50%~99%)時(shí)停止加熱。
隨著(zhù)時(shí)間的推移,鋰離子電池會(huì )逐漸失去動(dòng)力,科學(xué)家和工程師們正努力研究這個(gè)過(guò)程的細節?,F在,美國能源部國家加速器實(shí)驗室的科學(xué)家已經(jīng)將復雜的機器學(xué)習算法與x射線(xiàn)斷層掃描數據結合起來(lái),生成了一幅詳細的圖像,展示了電池的陰極是如何隨著(zhù)電池使用而退化的。
這項新研究發(fā)表在5月8日的《自然通訊》(Nature Communications)雜志上,研究的重點(diǎn)是如何更好地觀(guān)察鎳錳鈷(NMC)構成的陰極中發(fā)生的情況。在這些陰極中,NMC顆粒由導電碳基體結合在一起,研究人員推測性能下降的一個(gè)原因可能是顆粒脫離了該基體。該團隊的目標是將斯坦福大學(xué)的斯坦福同步加速器輻射光源(SSRL)和歐洲同步加速器輻射設施(ESRF)的尖端能力結合起來(lái),全面了解NMC顆粒是如何分裂并脫離母體的,以及這可能如何導致性能損失。
當然,對人類(lèi)來(lái)說(shuō),僅僅通過(guò)觀(guān)察NMC陰極的照片就能知道發(fā)生了什么,這是一項艱巨的任務(wù)。因此,研究小組轉向了計算機視覺(jué),這是機器學(xué)習算法的一個(gè)分支,最初設計用來(lái)掃描圖像或視頻,識別和跟蹤像狗或汽車(chē)這樣的物體。
即便如此,也存在挑戰。計算機視覺(jué)算法通常瞄準由亮線(xiàn)或暗線(xiàn)定義的邊界,因此它們很難區分粘在一起的幾個(gè)小的NMC顆粒和單個(gè)體型大但部分斷裂的NMC顆粒;在大多數計算機視覺(jué)系統中,這些裂縫看起來(lái)像是干凈的裂縫。
為了解決該問(wèn)題,團隊使用了一種算法來(lái)處理分層對象-例如,拼圖游戲,盡管它由許多單獨的部分組成,但我們仍將其視為一個(gè)完整的實(shí)體。在研究人員自己的輸入和判斷下,他們訓練了該算法來(lái)區分不同種類(lèi)的粒子,從而繪制了三維圖,顯示了NMC粒子(無(wú)論大小,是否破裂)是如何脫離陰極。
他們發(fā)現,至少在某些情況下,從碳基質(zhì)上脫落的顆粒確實(shí)會(huì )嚴重影響電池的性能,例如智能手機等。
美國國家加速器實(shí)驗室研究人員劉益進(jìn)(Yijin Liu)說(shuō),雖然大的NMC粒子更容易受到破壞和脫離,但也有相當多的小粒子脫離,總的來(lái)說(shuō),小粒子的行為方式會(huì )更多樣。劉說(shuō),這一點(diǎn)很重要,因為研究人員普遍認為,通過(guò)制造更小的電池顆粒,他們可以制造更持久的電池——新研究表明,這可能不是那么簡(jiǎn)單。