저온 환경에서의 기술적 과제

비축 전원의 핵심 장점은 활성화 전 전해액과 배터리 유닛을 분리하여 최장 20년 동안 저장할 수 있고 자체 방전이 없다는 것이다.그러나 온도가 -50 ° C로 낮을 때 납산 시스템의 전기 화학 과정은 크게 느려지고 활성화 시간은 100 밀리초 이내로 단축되기 어렵습니다.전해액 흐름 저항을 최적화하여 –32 ° C에서 29-45 밀리초의 활성화 시간을 달성할 수 있지만 더 낮은 온도에서 더 이상 돌파하는 것은 어렵습니다.이로 인해 많은 응용 프로그램이 비용이 더 높은 리튬 황산화 염소 시스템으로 전환해야했습니다.

연구 돌파: 미시적 구조 재구성 성능

연구팀은 택유테크놀로지 ZEM 데스크탑 스캐닝 선글라스를 이용해 전극 소재를 심층 미시적으로 분석하고 두 가지 혁신 경로를 모색했다.

아연이 납을 대체하려는 시도와 도전팀은 먼저 전통적인 납양극을 아연으로 대체하려고 시도했다.비록 아연은 저온에서 방전 전압을 현저하게 높였지만, 방전 특성이 불안정하여 전원 신뢰성에 영향을 주었다.위의 그림은 서로 다른 재료 체계가온도에서의 성능 차이.

나노 틈새 구조의 핵심 역할 연구는 이산화연 음극 재료의 나노 틈새 구조를 최적화하는 데 중점을 둔다.전극 제조 조건을 정확하게 제어함으로써 팀은 PbO₂ 코팅의 미시적 구조를 성공적으로 조정했습니다.

그림은 서로 다른 제조 방안에 따라 얻은 PbO₂코팅 표면의 스캐닝 렌즈 이미지: 1 (a), 2 (b) 및 3 (c, d, e)

스캐닝 렌즈 이미지는 서로 다른 제조 시나리오에서 PbO₂ 코팅의 표면 형태 차이를 명확하게 제시하여 공정을 최적화하는 데 직관적인 근거를 제공합니다.

혁신적인 설계: 이중 패브릭 밸런싱 성능

연구진은 치밀한 PbO₂ 내층과 다공성 외층을 결합해 높은 방전 용량을 확보하면서도 빠른 활성화를 가능하게 하는 독특한 이중 구조 설계를 개발했다.

그림 이산화연 (PbO₂) 음극의 이중 구조 모델

이 설계는 Pb – HClO ₄ – PbO₂ 시스템을 기반으로 한 전원 공급 장치가 – 50 ° C에서도 안정적인 방전을 유지할 수 있도록 실험에서 뛰어났습니다.

실제 적용 검증

팀은 부피가 0.02밀리리터에 불과한 마이크로 배터리 시험 로트를 만들었다.테스트 결과에 따르면 최적화된 예비 전원은 –50 ° C 환경에서 30밀리초 미만의 활성화 시간을 구현했으며 방전 전압이 안정적이고 성능이 예상을 훨씬 초과했습니다.이 돌파는 납산 시스템을 다시 저온 비축 전원의 실행 가능한 선택으로 만들었고, 관련 분야에 더욱 비용 효율적인 해결 방안을 가져왔다.

기술 비전과 과제

뚜렷한 성과에도 불구하고 연구진은 장기적인 안정성 등의 문제를 해결해야 한다고 지적했다.현재 진행 중인 가속 수명 테스트는 최적화된 PbO₂ 코팅이 저장 후에도 좋은 성능을 유지할 수 있다는 것을 초보적으로 보여준다.택유과학기술 ZEM 계렬탁상스캔선글라스는 이 연구에서 관건적인 역할을 발휘했으며 그 높은 영상속도와 다양한 신호탐지능력은 전극재료의 미시적구조분석에 강대한 지지를 제공해주었다.이 연구는 납산전지기술의 발전을 추진하였을뿐만아니라 더우기는 환경에서의 전원해결방안을 위해 새로운 경로를 개척하였다.한층 더 최적화됨에 따라 이 기술은 더욱 많은 관건적인 분야에서 응용돌파를 실현할수 있다.