Kövess minket!

NewsletterGoogle+RSS
Feliratkozom a heti hírlevélre

Utolsó hozzászólások

2017. 07. 27. - 09:10KGabi

Mi is tudunk munkát adni: mérnököknek  Jooble 

2017. 06. 20. - 20:31Hitetlen Tamás

Ez a cikk egy idealista naíva.

A cél dátum 2067-2117. A holdrajutás 1968(?) Marsra még csak szonda és robot jutott.

A Bioszféra 2 program megbukott. Voltak sikeresebb kísérletek, de kísérletek.

2017. 05. 23. - 09:12Anonymous

Hiya very cool web site!! Guy .. Excellent .. Superb

.. I'll bookmark your blog and take the feeds also? I'm satisfied to find numerous helpful info here in the put

up, we need develop extra techniques on this regard, thank you for sharing.

. . . . .

Memória-hatás a lítium-ionos akkumulátoroknál is

2013.04.30.
A nem teljes feltöltési-kisütési ciklusok által kiváltott "memória effektus" számos akkumulátortípusnál idővel az üzemfeszültség csökkenését idézi elő.

Ez annyit jelent, hogy hiába van az elemben még töltés, az már nem képes az adott készülék működéséhez szükséges feszültséget leadni. A memória-hatás egyrészt számottevően csökkenti az akkumulátor igénybe vehető kapacitását, másrészt torzítja a töltöttségi szint és a feszültség közti korrelációt, ezáltal lehetetlenné téve a töltöttségi szint feszültség alapján történő megállapítását.


Kép: Egy részleges feltöltési ciklust (itt a kapacitás 50%-ig) követő teljes lemerítés következtében a következő ciklusban a memória-effektus hatásaként túlfeszültség (kis „horpadás”) jelentkezik ott, ahol a részleges feltöltési ciklus félbemaradt. Összehasonlításképpen jobb oldalt feketével egy normális töltés feszültség görbéje látható. (Kép: Nature Publishing Group)

A memóriahatás régóta ismert a nikkel-kadmium (NiCd) és a nikkel-metál-hidrid (NiMH) akkumulátoroknál, ám az 1990-es években piacra dobott lítium-ionos (Li-ion) akkumulátoroknál erről eddig nem volt tudomásunk. A svájci Paul Scherrer Intézetben végzett legújabb kutatások azonban kimutatták a memória-effektust ennél az akkumulátor típusnál is.

Ez az eredmény különösen a hibridautók tervezett Li-ion-akkumulátorokkal való felszerelése miatt fontos. Itt a memória-hatás hatványozottan léphet fel, mivel sok részleges töltési-kisütési ciklus követi egymást: minden fékezés a generátorként funkcionáló motor révén tölti az akkumulátort, illetve az akkumulátor a jármű gyorsulásakor a belsőégésű motort támogatva csak részben sül ki. A sok egymást követő részleges töltés és kisütés következtében keletkező sok kis memória-effektus összeadódik.

A Li-ion-akkumulátoroknál leggyakrabban használt katód, a lítium-vas-foszfát (LiFePO4) esetében a feszültség a töltési idő tetemes része alatt változatlan marad. Mikroszkópon keresztül szemlélve az elektródákon számtalan mikrométernyi részecske található, amik egyesével töltődnek fel, illetve sülnek ki. A lítium-vas-foszfát esetében ez annyit jelent, hogy a részecskék a lítium-ionokat leadják, így a teljes töltöttségi állapotban az elektróda lítium-mentes, vagyis már csak vas-foszfátból áll. A kisütés során az elektróda részecskéi újra összegyűjtik a lítium atomokat. A lítium-arány változása az elektródarészecskék kémiai potenciáljának változását és ezzel együtt a feszültség változását is magával vonja. A folyamat azonban nem lineáris: Töltésnél eleinte a kémiai potenciál növekedése egyenesen arányos a lítium-ionok leadásával, amikor azonban a lítium-tartalom elér egy kritikus szintet, a részecskék hirtelen leadják a maradék lítium-ionokat anélkül, hogy közben változna a kémiai potenciáljuk. Ez a jelenség magyarázza, hogy miért nem változik a feszültség a töltési ciklus jelentős hányadában (feszültségi plató).


Kép: A részecskék kémiai potenciálja kezdetben folyamatosan növekszik, miközben a részecskék lítium-ionokat adnak le (a). Amint azonban elérik a kémiai potenciál kritikus szintjét (B pont), abban a pillanatban a maradék lítium-iont gyorsan leadják és ezzel teljesen töltötté válik az akkumulátor (b). A részecskék azonban nem egyszerre lépik át ezt a pontot, így részleges töltés esetében egyes részecskék visszamaradnak (c). A termodinamikai egyensúlyt fenntartandó, a hátramaradt lítium-ionos részecskék kémiai potenciálja újra lecsökken (d). A részecskék osztottsága a teljes kisülés után is fennmarad (e). A következő töltési ciklusban először a lítiumban szegényebb csoport lépi át a kritikus pontot, a hátramaradott csoport csak ezt követően és bizonyos - a memória-hatásra jellemző - túlfeszültség mellett tudja ezt megtenni. (Kép: NPG)

A töltés és kisütés során az akkumulátor termodinamikai egyensúlya felborul, amely csak bizonyos idő múlva áll újra helyre. Az akkumulátor állapotának szempontjából tehát nem mindegy, hogy a töltés és kisütés közt mekkora idő telik el. Kutatók állítják, hogy egy kellő hosszúságú várakozási idő bizonyos feltételek mellett ki tudja törölni a memória effektust. Egy részleges feltöltés, majd teljes kisütést követően a részecskék azonos oldalon helyezkednek el és egy idő után egyensúlyba kerülnek, vagyis mindegyik részecske idővel azonos lítium-tartalommal rendelkezik. Kisütés nélkül a memória effektus nem törlődik, mivel a részecskék a kémiai potenciál kritikus pontjának két ellentétes oldalán helyezkednek el.

Petr Novák – a Paul Scherrer Intézet elektrokémiai energiatárolási részlégének vezetője, a tanulmány társszerzője – szerint a Li-ion-akkumulátorok memória hatását eddig még egyáltalán nem vizsgálták, mivel egyszerűen feltételezték, hogy ilyen nem létezik. Az akkumulátor tesztek mindig teljes töltési és kisülési folyamatokból indulnak ki, így csak véletlenül kezdték el vizsgálni a részleges folyamatot is. A hatás amúgy rendkívül kicsi: a feszültség relatív eltérése néhány ezrelék csupán.

A Li-ion-akkumulátoroknál jelentkező memória-hatás azonban nem zárja ki hibridjárművekbe való beépítésüket. Novák szerint elképzelhető, hogy ez a hatás az akkumulátorokat kezelő szoftver megfelelő beállításaival kiküszöbölhető.


Paul Scherrer Institut

Forrás: www.pro-physik.de

Vaikné Kabay Sarolt

 

 

Cikk értékelése: 
Szerző: Brigitte

Új hozzászólás

Filtered HTML

  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • Engedélyezett HTML jelölők: <a> <em> <strong> <cite> <blockquote> <code> <ul> <ol> <li> <dl> <dt> <dd> <br> <p>
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.

Plain text

  • A HTML jelölők használata nem megengedett.
  • A webcímek és email címek automatikusan kattintható hivatkozásokká alakulnak.
  • A sorokat és bekezdéseket a rendszer automatikusan felismeri.
CAPTCHA
Ezzel a feladattal teszteljük, hogy valódi látogató vagy-e.

Kapcsolódó cikkek

Az amerikai gépjárműgyártó Ford egészségmegőrző rendszereket akar autóiba építeni, amelyek pl. megmérik a sofőr vércukorszintjét.
Az új technológia segítségével az autók maguk keresnek parkolóhelyet
A Nottingham University egyetemén jelenleg építés alatt áll egy motorkerékpár szimulátor, amelynek alapja egy Triumph Daytona 675-ös motorbicikli.
A General Motors 100 ezer mérföldes vagy 8 éves garanciával csábítja a vevőket új elektromos autója, a Volt megvásárlására

Friss hírek

E-hajtómű? Miért ne?