電池知識
鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
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鋰離子、磷酸鐵鋰、錳酸鋰、新能源
近日，據行業內部消息，臺積電的一批已經封裝完成的芯片被美國海關攔截！臺積電沒有透露這批芯片的客戶是誰，目前是不是被放行也無從得知。有傳言，該批芯片屬于華為！但目前沒有確切消息證實。華為是全球最大的中國電信設備供應商，在中美關稅問題上，成為了美國頭號圍攻目標。
遭受美國不公，備胎全部轉正
此前，美國商務部稱已將華為及70家關聯企業列入其所謂的“實體清單”，以后如果沒有美國政府的批準，華為將無法向美國企業購買元器件。而在美國宣布針對華為祭出采購和銷售兩端同時管制的“雙面夾殺”消息后，5月17日凌晨，海思總裁何庭波在致員工的一封郵件中表示，為了兌現公司對于客戶繼續服務的承諾，華為保密柜里的備胎芯片“全部轉正”，是歷史的選擇。
提起華為大家首先想到的或許是手機，或許是通信設備，但卻少有人了解華為還擁有眾多對鋰電池范疇的相關研究。華為的研發投入巨大，不僅是在通信設備方面，在鋰離子電池方面研發投入也是不少。此次備胎芯片“全部轉正”，華為近期關于鋰電范疇的2項研究成果進展也被挖掘出來，一起來看下。
第一項成果：Safetyissuescausedbyinternalshortcircuitsinlithium-ionbatteries（鋰電池內部短路引起的安全問題）。該成果是，華為中央研究院聯合北航的研究人員提出了一種具有高度重復性的研究電池內短路的新辦法，并結合試驗和仿真手段考察了內短路發展過程。
內短路一直是鋰電池安全性研究的緊要課題之一。目前所開發的內短路研究辦法包括熱觸發（石蠟、相變材料、形狀記憶合金等）、電觸發（充電/放電等）和機械觸發（針刺、內置金屬顆粒、打孔隔膜等）。但由于電池體系的關閉性和熱、電、機械等多重因素的影響，內短路發生過程及機理遠未達到深刻理解的程度，內短路研究急切需要高重復性、高精確性的新原理、新辦法。本辦法亮點：1.辦法具有很高的重復性；2.結合試驗和仿真手段探究內短路發展過程。
該研究是將直徑為2mm的小鋼球通過擠壓方式以1mm/min的速度侵入電池觸發內短路，試驗過程監測了電壓、不同位置溫度變化及實時視頻。試驗所用的電池為華為提供的LiCoO2手機電池。
由于內短路過程無法筆直觀察測量，作者利用有限元和多物理參數模型對內短路過程進行了輔助分解。其中，力模型用于分解內短路前的擠壓過程，電池模型和短路模型用于分解內短路過程的電化學行為，熱失控模型用于分解熱失控行為，以上四大模型和熱模型聯合使用。模擬仿真過程較為復雜，且目前利用仿真手段研究電池的論文愈來愈多，感興致的朋友可以具體研究下本論文中的相關講解，在此不贅述。
詳盡的文獻信息如下：
第二項成果：Approachingthecapacitylimitoflithiumcobaltoxideinlithiumionbatteriesvialanthanumandaluminiumdoping（通過摻雜鑭和鋁，使鋰電池中的鈷酸鋰接近理論容量）。該成果是華為中央研究院聯合美國阿貢國家試驗室通過摻雜La和Al，將LiCoO2的穩定電壓提高到了4.5V，可逆容量達到190mAh/g。
近年來，動力電池對低成本、高比能電池的需求使得三元材料的市場需求快速增加，但是在消費電子產品范疇，鈷酸鋰材料長期以來占據鋰電池正極材料的絕對優點地位。
鈷酸鋰材料的理論容量為274mAh/g，但在實際使用中為了保持鈷酸鋰的結構穩定性和良好的循環性能，我們一般將充電電壓限制在4.2V左右，因此鈷酸鋰的實際使用容量也就在140mAh/g左右，近年來材料廠家通過表面包覆合、元素摻雜等手段提升了鈷酸鋰材料的結構穩定性，充電電壓可以提升至4.35V，從而使得鈷酸鋰材料的可逆容量達到165mAh/g左右，但是這依然無法滿足高比能鋰電池的需求。
為此，華為中央研究院聯合美國阿貢國家試驗室通過La和Al摻雜，將LiCoO2的穩定電壓提高到了4.5V，可逆容量達到190mAh/g，其中La能夠增加LCO材料在c軸方向上的晶胞參數，Al則能夠起到促使Li+擴散、穩定晶體結構和戒備LCO材料相變的作用，兩者相互作用顯著改善了LCO材料在高電壓下的結構穩定性，循環50次后依然能夠保持96%的容量，并使得LCO材料的倍率性能得到了大幅提高。
（文獻中的部分圖表）
詳盡的文獻信息如下，感興致的朋友可以搜索原文獻查看詳盡內容。
大浪淘沙始見金。越是至暗時刻，越需要奮起頑抗，加油華為！
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