В этой статье мы познакомимся с молодой отечественной компанией, которая занимается новыми перспективными разработками: батареями с увеличенным сроком службы, печатью проводящих дорожек из наноматериалов на платы, антифрикционными смазками и т.д. В своих экспериментах и опытном производстве они используют в том числе и автоматику ОВЕН. Речь пойдет в основном о разработке инновационных аккумуляторов.
Бурный рост мирового производства различного переносного и передвижного оборудования, в том числе электротранспорта, требует серьезного развития технологий изготовления аккумуляторов. Они должны быть как можно меньше и легче, а емкость их должна быть как можно больше. Перспективы и рынок таких устройств огромен, и будет только расти. Именно на исследовании и производстве опытных образцов инновационных аккумуляторных батарей делают акцент в НПО «Графеника» (г. Москва).
В штате компании много «научной» молодежи – аспирантов, кандидатов наук. Они выполняют НИРы и НИОКРы по различным направлениям, но одним из главных являются изыскания по химическим источникам тока (ХИТ) – по сути, аккумуляторам на основе графена. Это наноматериал, являющийся слоем углерода толщиной в один атом, обладающий уникальными свойствами, и аккумуляторы на основе графена обладают бОльшей энергетической плотностью – т.е. они способны хранить больше энергии при том же объеме по сравнению с традиционными (Li-ion, например). Также графеновые аккумуляторы более долговечны и более устойчивы к циклам зарядки-разрядки.
Нужно отметить, что под термином «графен» может подразумеваться широкий спектр углеродсодержащих материалов. И для инновационных аккумуляторов важен не только этот наноматериал.
У НПО «Графеника» собственное небольшое опытное производство на северо-востоке Москвы. Сейчас они работают над типом аккумуляторов, где в качестве катодного материала используется LiFePO4 (литированный фосфат железа), а графен, нанесенный на фольгу, используется как анод.
Для получения LiFePO4 в виде порошка необходимо провести ряд операций по его выделению из исходных реактивов: смешение в специальном миксере, затем несколько стадий измельчения в мельнице, потом два отжига при разных температурах в муфельной печи.
Контроль температуры в печи осуществляется с помощью термопары ОВЕН ДТПК021.
Управляет процессом отжига пошаговый терморегулятор ОВЕН ТРМ251.
После изготовления готовые аккумуляторы испытываются на разряд на специальном стенде.
Данные с различных исполнений аккумуляторов собираются на ПК, где они анализируются, чтобы выявить оптимальную конфигурацию аккумуляторов по совокупности параметров. В ходе экспериментов меняют не только катодный материал, но и анод, а также их габаритные размеры и толщины.
Для изготовления аккумуляторов необходим лёгкий активный металл – литий. На фото ниже показаны «перчаточные боксы», в которых создана защитная среда из инертного газа для работы с литием, так как он реагирует с влагой и кислородом, что может привести к его воспламенению.
Панель управления боксами с защитной атмосферой. Сверху над импортными штатными приборами дополнительно установлен измеритель-регулятор ОВЕН ТРМ1 для контроля температуры внутри одной из зон.
А вот готовые образцы опытных аккумуляторов:
Возможно, уже скоро нас ждет новая «революция» в производстве аккумуляторов. Пожелаем ребятам успехов!
Также читайте:
Какую автоматику ОВЕН ставят на печи “Термикс”?
Применение термопар и панели оператора ОВЕН для анализа состава асфальтной смеси
