Адрес: 105678, г. Москва, Шоссе Энтузиастов, д. 55 (Карта проезда)
Время работы: ПН-ПТ: с 9.00 до 18.00, СБ: с 9.00 до 14.00

Батареи высокие: Вертикальные радиаторы отопления: высокие радиаторы купить

Содержание

Плюсы и минусы высоких батарей отопления

Вертикальные отопительные приборы, как и горизонтальные, имеют много вариантов исполнения по материалу, подключению, дизайну, теплоотдаче и габаритам. Также, высокие радиаторы (как и обычные) имеют свои преимущества и недостатки. Именно о них мы сегодня и поговорим. Данная статья будет полезна тем, кто хочет установить вертикальные радиаторы, но не уверен в своём выборе. Итак, начнём.


Преимущества вертикальных радиаторов отопления

Универсальность применения. Первым и, пожалуй, главным преимуществом высоких радиаторов отопления является их универсальность. Этот пункт можно поделить на несколько подпунктов:

  1. Высота
  2. Ширина
  3. Место установки

Высота вертикальных радиаторов может быть от одного до трёх метров. Этот факт позволяет подбирать вертикальные батареи отопления для помещений, с любой высотой потолков. Наиболее приемлемая высота радиаторов по соотношению к высоте потолка (для получения эстетического вида):

Ширина вертикальных радиаторов от двадцати до восьмидесяти сантиметров (кроме трубчатых радиаторов, в которых ширина может достигать более двух с половиной метров). Благодаря этому, есть возможность подобрать подходящий отопительный прибор по ширине простенка, ниши, колонны или любого другого места, где будет установлен радиатор.

Место установки вертикального радиатора не ограничена расположением и размерами окна и поэтому может быть практически в любом месте (на усмотрение владельца данного отопительного прибора). Более того, вертикальные радиаторы могут располагаться вдали от окна, либо в помещении, где нет окна в принципе (в коридоре возле двери, в гардеробной, возле лестницы и т. д.).


Теплоотдача вертикальных радиаторов. Тепловая мощность высоких отопительных приборов является вторым (но не менее важным) преимуществом. Благодаря своей высоте, даже самые узкие вертикальные радиаторы обладают хорошей теплоотдачей. И по комфорту обогрева вертикальные радиаторы считаются лучше своих горизонтальных конкурентов (благодаря более лучевому способу обогрева). А если стоит задача обогреть большое помещение (от 20-и кв. м.) одним отопительным приборов - то горизонтальный радиатор необходимо будет ставить довольно большой по длине, что будет забирать немало полезной площади. В случае высокого радиатора – можно установить радиатор больше по высоте, тем самым сэкономить место для других предметов интерьера.


Дизайн вертикальных радиаторов отопления. Ну и конечно же, несомненным преимуществом вертикальных радиаторов является их внешний вид. Любой, даже самый бюджетный вариант высокой батареи, предаст помещению некоторую «изюминку», визуально поднимет высоту потолка и увеличит площадь. Высокие отопительные приборы редко прячут за шторами или другими предметами интерьера, так как они сами помогают этот интерьер создавать и преображать. Независимо от габаритов, формы, материала и цвета, вертикальные радиаторы всегда интересно смотрятся в помещении.


Качество высоких радиаторов. Все из представленных вертикальных радиаторов (по крайней мере на нашем сайте) делаются на европейских заводах. Каждый из производителей высоких батарей уделяет много времени проверке своих отопительных приборов (на герметичность, выдерживаемое давление, отсутствие заводских браков и качеству нанесения лакокрасочного покрытия) и дают официальную гарантию от 5-и до 10-и лет (в зависимости от производителя). Интернет-магазин «Отопление дома» поддерживает гарантию от производителя на каждый из товаров, представленных на сайте.


Идеальное отопление нестандартных помещений. А вот этот плюс является одним из основных козырей высоких приборов отопления. Отопление нестандартных помещений – очень объемная тема, которая заслуживает отдельной статьи, но сейчас мы рассмотрим – спальню с панорамными дверями (с выходом на лоджию. В спальные комнаты с панорамными дверями обычную батарею устанавливать попросту некуда, низкий радиатор установить не получится (они будут мешать открытию дверей на лоджию), внутрипольный конвектор без вентилятора не сможет отапливать помещение, а с вентилятором будет создавать шум (подробнее в статье «отопление панорамных окон»). Вертикальный радиатор, в данном случае, устанавливается на стене возле панорамной двери, отсекает от неё холод и (при правильном подборе) качественно отапливает помещение.


Недостатки вертикальных батарей отопления

Как у любых других отопительных приборов (и не только отопительных) у высоких радиаторов, помимо преимуществ, есть и свои недостатки.

Невозможность установки под окном.  Вертикальные батареи не могут, как горизонтальные, размещаться непосредственно под окном. Поэтому, для них необходимо предусматривать свободный (от мебели и других предметов интерьера) участок стены, что является проблемным для небольших помещений или смарт-квартир.

Цена. Если сравнивать высокие радиаторы с внутрипольными конвекторами (если конвекторы тоже будут европейского производства), то первые окажутся намного доступнее. Если же сравнивать вертикальные отопительные приборы с горизонтальными (особенно если вторые будут китайского или украинского производства), то первые будут намного дороже. Но, этот минус вполне оправдывается комфортом обогрева и качеством изготовления вертикальных радиаторов. Поэтому, если вы «Не настолько богаты, чтоб покупать дешёвые вещи», то вертикальные радиаторы предназначены именно для Вас.


Вертикальные радиаторы – стоит ли покупать

Из всего вышесказанного можно сделать вывод – что плюсов у вертикальных радиаторов намного больше, чем минусов. Они подходят практически для любых типов помещений, дизайнов интерьера и систем отопления. Если Вы хотите купить вертикальный радиатор, но не уверены – подойдёт ли он Вам, наши специалисты помогут решить эту задачу.

Мы не просто продаём отопительное оборудование, мы помогаем подобрать подходящие радиаторы: по теплоотдаче, параметрам теплоносителя, дизайну, размерам и цветам. Для того чтобы выбрать и купить высокую батарею, переходите в категорию «Вертикальные радиаторы». 

Вертикальные (высокие) радиаторы отопления Arbonia

Главная \ Радиаторы отопления \ Вертикальные (высокие) радиаторы отопления Arbonia

Модельный ряд радиаторов Arbonia:

Вертикальные (высокие) радиаторы отопления Arbonia. Удобство и стиль.

Вертикальные радиаторы Arbonia отличаются от своих привычных собратьев интересным дизайном и широкой палитрой цветов. Из названия понятно, что такие радиаторы располагаются вертикально, и благодаря этому занимают минимум места в доме, и удачно встраиваются в элементы декора внутренней отделки квартиры. Узкие и высокие батареи арбония, занимающие мало места, они отлично подходят для обогрева квартир, частных домов и коттеджей.

В современных интерьерах квартир, хозяев все больше заботит не только комфорт, но и гармония оформления. Выбирая стилистику помещения, мы тщательно подбираем предметы интерьера, которые бы украшали, а не портили общую картину. Поэтому обычные (батареи) отопления, которые никак не вписываются в интерьер, сегодня успешно заменяются высокими радиаторами, которые, к счастью, на отечественном рынке уже не редкость. Подобрать и приобрести вертикальные радиаторы можно в нашем интернет-магазине.

В чем преимущества таких радиаторов Arbonia?

1. Имеющий достаточно компактные размеры, такой радиатор легко размещается в любой части помещения.
2. Трубчатый высокий радиатор Arbonia — модная и эстетически приятная взгляду новинка. Такую батарею не нужно прятать за шторой.
3. Подводка к центральной или автономной системе обогрева для данных радиаторов производится традиционно — сбоку, через радиаторные пробки, или снизу.
4. Разнообразны формы вертикальных радиаторов.

Они могут изготавливаться трубчатыми в виде секций, быть линейными, ребристыми или гладкими.
В нашем каталоге представлен широкий модельный ряд высоких радиаторов на любой вкус.

Высокие (батареи) — достойная замена чугунным батареям и эффектный дизайнерский элемент.

Радиаторы стальные Arbonia (Германия) предназначены для применения в системах водяного отопления жилых и административных зданий.
Радиаторы арбония классическое решение для требовательного планирования тепла. Трубчатые радиаторы арбония скромно и высококачественно, вневременно элегантно в форме и ясно в контуре. С уравновешенным отношением стальные радиаторы арбония тепла излучение. Радиаторы арбония в вертикальном и
горизонтальном исполнении. При зданиях до 1000 м 2 полезной площади радиаторы арбония почти идеальное тепловое выравнивание. Применение более благоприятного фактора для теплового выравнивания, при энергетической оценке зданий, после EN германского промышленного стандарта. Радиатор арбония получил положительную оценку при инспекции производителей тепла и отопительных систем по истечении EN 15 378 германского промышленного стандарта или германского промышленного стандарта 4792. Радиаторы арбония дают экономию времени для проектировщиков и отраслевых квалифицированных рабочих, обусловлено более незначительными издержками планирования и более незначительными установочными издержками на стройплощадке. Непосредственное, положительное воздействие на затрату энергии здания. Применение арбония дает дополнительно до 20% экономии в токе для циркуляционного насоса.

Радиаторы Arbonia округлый, мягкий и ясный дизайн, радиаторы arbonia высшее качество и комфорт, радиаторы arbonia неповторим в модельном разнообразии. Трубчатые радиаторы arbonia классическое решение для первоклассного распределения тепла. Стальные радиаторы arbonia требовательное планирование тепла. Исключительные поверхности и цвета arbonia делают теплее в помещения. За известный, обширный цветной спектр ARBONIA со свежей цветной программой "New Inspirations" в категориях «Fresh», "Тепло" и "Классно" ставит 18 современных акцентов. Высококачественным покрытием порошка новые цвета ARBONIA «New Inspirations» также предлагают известную длительную защиту для длительного и беспроблемного использования. Это гарантируется, с одной стороны, выбором первоклассных поставщиков а с другой посредством самых современных лакировочных устройств и постоянного контроля.

Вертикальные радиаторы, вертикальные батареи отопления, высокие радиаторы высотой 1500, 1600, 1800, 2000 до 2600 мм.

Вертикальные радиаторы занимают особую нишу среди радиаторов отопления. Вертикальные модели с одной стороны позволяют сэкономить пространство на стене, а с другой  стороны они приобретают вес предмета интерьера. Сегодня вертикальные радиаторы представлены таким разнообразием моделей, что их уже не пытаются спрятать от взоров, а даже наоборот.

Вертикальные радиаторы представлены панельными моделями из стали, которые могут иметь ребристые поверхности и плоские. Могут иметь как стальную внешнюю панель так быть изготовлены из других материалов. Дизайнерские панельные радиаторы

могут имитироваться под разнообразные фактуры, и походить на лунную поверхность или на песчаные дюны и не только.

В вертикальном исполнении могут быть изготовлены и популярные трубчатые радиаторы. Они отличаются плавными формами, повышенной безопасностью и долговечностью. Трубчатые радиаторы не ограничиваются стандартной прямой формой. Их секции могут быть перекручены, закручены или дополнены аксессуарами, которые увеличивают их функциональные возможности. Как правило узкая высокая батарея используется в помещениях с панорамным остеклением или в офисныъ зданиях.

К бюджетным вертикальным радиаторам можно отнести секционные алюминиевые радиаторы высоких размеров. Их большим плюсом является как экономичность проекта, так и большая тепло-производительность.

Основные размеры высоких радиаторов, которые пользуются спросом среди покупателей и эффективны в плане теплоотдачи это радиаторы высотой 1000, 1200, 1400, 1500, 1600, 1800, 2000 мм. Под такие размеры подстроилось большинство производителей, а также данные радиаторы отлично вписываются в интеръер.

Знакомьтесь с нашей коллекцией вертикальных радиаторов, подбирайте нужные размеры и технические характеристики и звоните в нашу Студию тепла для формирования заказа. Купить вертикальные радиаторы с помощью наших специалистов вам будет легко и выгодно. Предлагаем ознакомиться с разделом низкие радиаторы отопления.

плоские, высокие, узкие, вертикальные, низкие батареи

Несколько десятилетий назад, услышав словосочетание «батарея отопления», люди представляли себе стандартную чугунную «гармошку», альтернативы которой в те времена просто не было. Сейчас ситуация диаметрально изменилась: огромное изобилие предлагаемых моделей порождает другую сложность – правильно подобрать качественный, надежный и недорогой радиатор для той системы отопления, которая существует в вашем доме.

Чтобы немного облегчить эту задачу, мы постараемся классифицировать современные отопительные радиаторы по максимально возможному числу признаков – не только по материалу корпуса, но и по другим известным параметрам. [contents]

Излучающая поверхность

Чтобы наш обзор не получился неполным, мы начнем его с наиболее часто упоминаемого во всех источниках принципа подразделения радиаторов – по материалу, из которого они изготовлены. Итак, радиаторы бывают:

  1. чугунные;
  2. алюминиевые;
  3. стальные;
  4. биметаллические.

Мы не будем подробно описывать плюсы и минусы каждого из приведенных вариантов – всем интересующимся рекомендуем посетить раздел «Батареи» на нашем сайте. Там размещены подробные статьи о каждом виде радиаторов, где описаны границы их применимости, размеры, преимущества, недостатки и рекомендации по выбору и установке.

Напомним, что для автономной системы отопления одинаково хорошо подойдет любая батарея, а вот в многоэтажный дом лучше ставить биметаллические или в крайнем случае стальные радиаторы.

Конструкции батарей

С точки зрения конструктивного решения все радиаторы можно разделить на:

  1. Секционные;
  2. Панельные;
  3. Трубчатые;

Самыми распространенными являются, конечно, секционные модели. К ним как раз и относятся те вертикальные «гармошки», которые мы упоминали в начале статьи. Алюминиевые, биметаллические и дешевые стальные батареи также представляют собой набор секций, соединенных при помощи металлических ниппелей.

Панельные радиаторы – это тонкие плоские стальные изделия, состоящие из прямоугольных пластин, между которыми находятся трубчатые конвекторы, серьезно повышающие эффективность отопления.

Панельные радиаторы

Самыми дорогими и надежными считаются трубчатые батареи. В них теплоноситель циркулирует внутри сварных усиленных трубок, расположенных вертикально. Этим они похожи на секционные приборы, но выгодно отличаются от них по виду и размерам.

Трубчатый радиатор

Трубчатые радиаторы окрашиваются в разнообразные цвета, выпускаются высокие, низкие и средние разновидности, а также множество вариантов, имеющих нестандартные размеры и конфигурацию. Именно поэтому они используются в большинстве элитных дорогих коттеджей и загородных резиденций и с успехом вписываются в любой самый сложный и изысканный интерьер.

Размеры радиаторов

Теперь более подробно поговорим о размерах всех разновидностей радиаторов. Размеры – очень важный параметр прибора отопления, потому что с одной стороны, они должны соответствовать величине имеющейся под установку ниши, а с другой – обеспечивать необходимую теплоотдачу для эффективного обогрева помещения.

  • Алюминиевые радиаторы могут иметь межосевое расстояние от 300 до 1000 мм (реальная высота – на 50-60 мм больше), длину, кратную количеству секций, и глубину 100 мм. Стандартная длина секции – 80 мм.
  • Размеры биметаллических батарей примерно такие же – наиболее длинные модели могут достигать полутора метров по горизонтали, по высоте они не отличаются от алюминиевых.
  • Плоские корпуса стальных радиаторов не менее разнообразны по габаритам. Их высота варьируется от 200 до 900 мм, а в длину эти панели могут вытягиваться до трех метров.
  • Интересной разновидностью, которую мы здесь еще не обсуждали, являются плинтусные обогреватели. Они представляют собой медные трубки с теплообменником, спрятанные в узкие декоративные панели высотой 150 – 200 мм. По длине они обычно растягиваются на всю стену.

    Эти маленькие, но на редкость эффективные устройства обеспечивают экономию до 25% по сравнению с традиционными приборами отопления.

Трубчатые радиаторы мы уже рассматривали выше – отметим еще раз, что их вертикальные размеры могут изменяться от 150 мм до нескольких метров, а длина ограничена только количеством секций.

Ориентация в пространстве

Часто случается, что внедрение красивого дорогого дизайн-проекта практически не оставляет места традиционным решениям. Так, например, современные помещения часто оборудуются системой остекления, доходящей почти до пола. Простой радиатор, устанавливаемый обычно под подоконником, здесь не подойдет – под него просто не будет места.

Специально для таких случаев многие производители выпускают вертикальные модели радиаторов, которые можно повесить рядом с оконным проемом.

Высота таких приборов отопления достигает трех метров, а количество секций изменяется в широких пределах. Например, самые узкие радиаторы Purmo имеют всего 6 секций и полную длину 300 мм.

Вертикальный радиатор

Встречаются также и изогнутые радиаторы, изготавливаемые на заказ под конкретную конфигурацию стен помещения. Все подобные модели часто объединяют под общим названием «дизайн-радиаторы». Конечно, такие решения имеют далеко не самые низкие цены, но красота и эксклюзив того стоят. В конце нашего обзора мы еще вернемся к этой теме.

Самые, самые…

А теперь приведем некоторые примеры. Мы решили выяснить, какие радиаторы отопления имеют самые большие (или, наоборот, маленькие) значения обсуждаемых параметров. Вот, что у нас получилось:

  • Самый низкий радиатор – Purmo Ventil Compact 200 – общая высота 200 мм, а межосевое расстояние – 150 мм. При этом теплоотдача у него довольно серьезная – для получения мощности отопления в 1,5 кВт необходимо установить прибор типа 22 длиной 1 м 60 см; Purmo Ventil Compact 200
  • Самый высокий радиатор из серийных моделей – Arbonia 2180 или 3180 – высота их 1 м 80 см. При желании можно установить и еще более габаритную батарею – радиаторы, имеющие вертикальные размеры до 3 метров, поставляются под заказ;
  • Самые плоские радиаторы – Prado Universal тип 10, его глубина всего 48 мм. Такая батарея высотой 500 мм и длиной 1 м 60 см обеспечивает теплоотдачу чуть меньше 1,3 кВт;
  • Самый узкий радиатор – снова Arbonia. Модель из 6 секций при высоте 1 м 80 см занимает всего 270 мм в длину. При этом его вполне достаточно для отопления комнаты в 12 квадратных метров.

Красота или функциональность?

Большинство предыдущих рассуждений казались в основном чисто потребительских свойств радиаторов. От размеров, материала и количества секций зависит эффективность и теплоотдача отопительного прибора, однако часто эти характеристики идут в разрез с красотой и изящностью, которых так не хватает в стандартных проектах установки инженерных коммуникаций.

Если вам не безразлична эстетическая составляющая, давайте продолжим начатую ранее тему дизайн-радиаторов. Как правило, такие изделия присутствуют в модельных рядах всех ведущих производителей. Они выпускаются в небольших количествах и стоят достаточно дорого, но зато способны подчеркнуть вашу индивидуальность и безупречный вкус даже больше, чем элитная мебель или самые дорогие элементы декора помещений.

Дизайнерский радиатор

Сегодня отопительный прибор – это не просто функциональный элемент, несущий в ваше жизненное пространство тепло и уют, а полноправная составляющая общей концепции оформления интерьера, которая поможет реализовать любые творческие замыслы и придать помещению оригинальный и неповторимый вид.

Стеклянные и позолоченные полотенцесушители, зеркальные или латунные дизайн-радиаторы, совмещенные с барными стойками, вешалками для одежды или обеденными столиками, – вот далеко не полный перечень изделий, которые доступны для взыскательного и прихотливого потребителя. И если вы хотите уйти от традиционных решений и совместить основное предназначение радиатора с технологиями евроремонта и современного стильного дизайна, вас ждет удивительный и волнующий мир современных дизайн-радиаторов.

Выбор наиболее подходящего варианта любого технического приспособления при большом количестве имеющихся альтернатив – всегда сложная и ответственная задача. Надеемся, что наша статья поможет вам разобраться во всем многообразии современных радиаторов отопления и сделать ваш дом теплым, уютным и неповторимым.

Батареи отопления высокие - Система отопления

Монтаж обогрева квартиры насчитывает некоторые элементы. Каждый фактор большою роль. Посему соответствие перечисленных частей системы необходимо планировать правильно. Система обогрева включает, бак для расширения терморегуляторы, крепежи, коллекторы, систему соединения, батареи котел, развоздушки, увеличивающие давление насосы, трубы. На открытой вкладке мы попбробуем выбрать для особняка необходимые компоненты монтажа.

Батареи отопления высокие

Содержание

Новый радиатор KERMI

Из огромного разнообразия представленных на современном рынке радиаторов отопления выбор всегда приходится делать, учитывая особенности эксплуатации этих приборов. И далеко не каждый вид или модель может подойти к тем условиям, которые присутствуют в квартире или частном доме. Причем частные дома в этом плане лояльнее, потому что в их системах обогрева обычно нет высоких температур и давления теплоносителя, чего не скажешь о городских квартирах. Если же дело касается автономного отопления, то здесь уместны все виды батарей. Давайте поговорим о стальных радиаторах отопления kermi германского производства.

Почему выбор пал именно на них?

  • Во-первых, выпускающая их компания является одним из лидеров по производству оборудования для отопительных систем. На рынке она давно, и ее авторитет завоеван великолепным качеством и отличным дизайном всех видов продукции.
  • Во-вторых, немецкий подход сделал продукцию компании эталоном в своей категории.
  • В-третьих, именно стальные радиаторы сегодня получили особую популярность. Причина — не только их высокое качество, но и необычный дизайн.

Стальные отопительные радиаторы Керми выпускаются с 1960 года. За все время их существования технология и производство неоднократно изменялись, превращая изделие в совершенно уникальный вид. Постоянно велась работа по подбору материалов, методов обработки, сварки и прочего. Немецкие инженеры и технологи за столько лет перепробовали все известные способы производства. За счет чего на свет появлялись уникальные образцы, которые в свое время считались эталоном.

Кстати, самый авторитетный европейский стандарт PAL удостоил эту продукцию своим сертификатом. И это не единственный документ, подтверждающий ее высокое качество. Еще одного стандарта — экологического DIN EN ISO удостоились радиаторы КЕРМИ. То есть по всем показателям это поистине высококачественный прибор, за который не жалко отдавать деньги.

Давайте сначала рассмотрим технические характеристики этого прибора, разберемся с его плюсами и минусами, а затем поговорим о внешнем виде.

Источник: http://gidotopleniya.ru/radiatory-otopleniya/radiatory-otopleniya-kermi-vysokoe-kachestvo-5190

Батареи отопления высокие

Еще до недавнего времени на рынке был достаточно маленький выбор радиаторов отопления. Сейчас появились новые технологии, благодаря которым выбор стал шире. Давайте рассмотрим, как правильно выбрать современный радиатор отопления.

Самым востребованным материалом до сих пор остается чугун. Батареи, изготовленные из него более долговечны и устойчивы к различным повреждениям. Вместе с  тем на рынке все больше стало появляться стальных и алюминиевые батарей, а также  биметаллических.

Стальные радиаторы

Конечно, по весу они более легкие и установка занимает меньше времени, однако они больше чувствительны к механическим повреждениям. Главным качеством, на которое стоит обратить внимание при  его покупке – это теплоотдача. Чем лучше этот параметр, тем теплее будет в обогреваемом помещении. Не стоит забывать и о внешнем виде радиатора. При таком разнообразии можно выбрать такой, который идеально впишется в интерьер  вашей квартиры.

Например, стальные  панельные радиаторы чаще всего устанавливают в коттеджах, где предусмотрена автономная система отопления. Но в многоквартирных домах такие батареи лучше не устанавливать. А главной положительной характеристикой алюминиевых радиаторов является высокая  степень теплоотдачи.

Биметаллические или алюминиевые радиаторы

Биметаллические радиаторы изготавливаются из сплава двух металлов. Так, каркас  обычно делают из стали, а сверху покрывается алюминиевой оболочкой. Преимущества такой батареи очевидны. При высоком уровне теплоотдачи она  еще обладает повышенной прочностью. К минусам относится тот факт, что сталь и алюминий обладают разными коэффициентами температурного воздействия. Кроме того, при взаимодействии таких металлов может возникнуть  электрохимическая коррозия.

Другие виды радиаторов

Современные технологии позволили создать новый вид радиаторов - стеклянные дизайн-радиаторы. Выполненные в разных вариантах, они сделаны из специального стекла, которое не только не перегревается, но и не сушит воздух, тепло по комнате распределяется равномерно, а не поднимается от батареи вверх как у большинства других источников тепла.

Стеклянные дизайн-радиаторы

Температура поверхности у него поддерживается на таком уровне, что при случайном прикосновении невозможно получить ожег.   Такие радиаторы  обладают  таким свойством, как быстрая нагревательная функция.  Более того, в некоторых вариантах можно использовать его как полотенцесушитель. Тем более в нашей стране они чаще всего устанавливаются в ванных комнатах. К минусам относятся высокая цена такого дизайнерского подхода.

Каменные радиаторы

Каменные радиаторы.  Такие источники тепла изготавливаются из  тонких пластин натурального камня, некоторые изделия выполняются из натурального гранита и мрамора.  К положительным сторонам можно отнести тот факт, что камень хорошо накапливает тепло, достаточно равномерно распределяет его в помещении.

Эффект достигается примерно такой же как при обогреве дома печью: тепло мягко рассеивается по площади и долго поддерживается на определенном уровне. При использовании радиаторов из камня не возникает температурной разницы между потолком и полом, воздух при этом не пересушивается, а уровень влажности сохраняется на оптимальном для человека уровне.

Кроме вышеперечисленных характеристик следует не забывать, что батареи из натурального камня могут использоваться и для центрального отопления. В этой версии корпус состоит из медной трубки, которая выдерживает необходимое давление  и горячую воду.

Инфракрасный радиатор

Одними из наиболее доступных и экологических радиаторов, появившихся не так давно на российском рынке, являются инфракрасные. Данные обогреватели можно прикрепить даже на потолок.  И за счет специальной пластины «лучи» оказываются на предметах. Минусом такого устройства является то, что предметы, которые попали под ИК освещение, нагреваются. Соответственно, радиатор отдает свое тепло стенам и предметам, а они в свою очередь, воздуху.

В данном случае обогрев схож  с естественным солнечным теплом. Поэтому считается, что такие обогреватели оказывают положительное воздействие и на организм человека. К их плюсам относится и то, что они экономят электроэнергию. Так, например, снижение температуры всего на один градус, дает экономию в пять процентов.

Кроме этого, они позволяют проводить зональный или точечный обогрев помещения. Считаются, что данный источник тепла является  одним из самых безопасных, поскольку технология отдачи тепла схожа с природной.

Источник: http://stroitelstvo12.com/radiator/sovremennyj-radiator-otopleniya/

Батареи отопления высокие

Одним из видов обогревающих приборов являются радиаторы из биметалла. которые обычно изготовляются из алюминия и стали. Такие радиаторы будут замечательно отапливать различные помещения, благодаря своему способу работы – конвенция. Алюминий дает горячий поток, а стальная средняя часть подает теплую воду, и соответственно полностью нагревает корпус. Нужно также и учесть то, что данные радиаторы используются в многоэтажных постройках.

Радиаторы из биметалла

Благодаря материалу, из которого они созданы, радиаторы смогут выдержать подаваемый поток воды, имеющий огромное давление. Также они устойчивы к пачканью, и полному системному сливу. Все эти преимущества, обеспечили таким радиаторам высокую популярность, в качестве средства отопления многоэтажных построений. Такие радиаторы отлично сопоставимы с условиями российской системы обогрева. Кроме высокой устойчивости к ржавчине, и замечательным техническим характеристикам, биметаллические радиаторы также небольшие в габаритах.

Одним из двух компонентов материала, из которого созданы данные радиаторы – алюминий. Именно он легко поддается изменению формы, и поэтому алюминий стал использоваться в высокобюджетных интерьерах.

Разрез биметаллического радиатора отопления

Биметаллические радиаторы отопления  имеют низкую стоимость, и отлично подходят для городского быта, где наиболее важными преимуществами является безопасность, современный вид, а также экономичность.

Биметаллические радиаторы отопления имеют высокие инженерные характеристики, и также они имеют достаточно большую экономичность в действии. Также, приобрести радиатор возможно по довольно невысокой стоимости. Именно это целиком возместит возможные для него недостатки, которые связанны с достаточным гулом, который возникает впоследствии нагрева двух разнотипных металлов. Помимо этого, изготовляются данные радиаторы именно из биметалла, в котором убран такой минус. Такое решение достигнуто благодаря небольшому использованию полимерного нанесения.

Сегодня биметалл стал применяются не только в высоких постройках, но также и в загородных домах. Он используется в качестве средства отопления квартиры многоэтажной постройки, и также биметаллические трубы часто используют в коттеджах.

Компании – изготовители таких радиаторов производят их, также и для использования в стандартных системах обогрева, и на систему, работающую в автономном режиме, с иными свойствами подачи воды. Несколько лет назад биметаллические радиаторы либо чугунные батареи, устанавливаемые ранее в жилых помещениях, не имели достаточной привлекательности и разнообразности, в сравнении с сегодняшними видами. К сегодняшнему времени биметаллические батареи обладают широким многообразием.

Секционные радиаторы из биметалла

Секционные биметаллические радиаторы обладают огромным количеством возможностей для подальшего использования. Было выяснено, что радиаторы данного вида отлично распределяют и сохраняют обогрев в различных помещениях: от маленьких квартир до крупнейших помещений. Соответственно, цена такого радиатора соответствует необходимому количеству требуемых секций, которые необходимы для отопления помещения.

Радиаторы в состоянии производить достаточное количество тепла в наиболее экономных видах. Поэтому просчет количества требуемых секций необходимо производить внимательно.

Секционные отопительные биметаллические радиаторы являются наиболее эффективными и современными устройствами, предназначенными для отопления помещения. Используются же они в паре с центральной отопительной системой. Главным преимуществом радиаторов, изготовленных из двух типов металлов, является их замечательная устойчивость к воздействию высокого давления. Также после приобретения таких батарей, у вас не появятся проблемы, связанные с коррозией. От ржавчины такие батареи защищены почти полностью.

Биметаллические изделия являются отопительным устройством, составляющимся из секционных делений, состав которых содержит алюминиевый короб и стальные трубки.

Биметаллический радиатор отопления с секционным деления

Сегодня радиаторы из биметалла создаются также в панельной модели. в которой присутствуют трубки из меди. Данные батареи создали большой скачок в развитии квартирного отопления, и соответственно улучшили его.

Среди различных видов радиаторов именно радиаторы из биметалла занимают достойное место, благодаря своим преимуществам.

Такие радиаторы для отопления обладают высоким показателем рабочего давления: 15-40 атмосфер. И также у них отсутствуют ограничения по монтажу в различных системах отопления построений, с различным количеством этажей.

  • Для биметаллических радиаторов характерна уникальность . Данные радиаторы обладают уникальной в своем роде конфигурацией отопительного радиатора, что предоставляет ему достаточно высокий результат и замечательную теплопередачу.
  • Радиаторы из биметалла прочны . благодаря расположенной внутри стальной детали из высококачественного алюминиевого сплава, который изготовлен под высоким давлением, литейным методом.
  • Радиаторы имеют высокую стойкость . из-за отсутствия условий для электрохимического процесса коррозии радиатора.
  • Универсальность также является плюсом радиатором из биметалла. Такие радиаторы можно использовать в различных системах отопления, не имея, при этом каких-либо ограничений.
  • Радиатор использует небольшой объём воды, и соответственно он является энергетически экономным .
  • Радиаторы имеют много разновидностей . потому что они могут работать с различными теплоносителями: вода, антифриз, пар, масло.
  • Благодаря своему доскональному дизайну, радиаторы безопасны в использовании, и не несут вероятности к получению травм .
  • Обладая качественной сборкой на заводе-производителе, радиаторы весьма надежны .
  • Биметаллические радиаторы имеют отличную герметичность . благодаря двойной прессовке.
  • Также данные радиаторы не принесут вреда окружающей среде и будут служить вам не меньше 25 лет .

Также читайте о схеме подключения радиаторов отепления. и смотрите видео о всех преимуществах биметаллических радиаторов отепления.

Одним из видов обогревающих приборов являются радиаторы из биметалла. которые обычно изготовляются из алюминия и стали. Такие радиаторы будут замечательно отапливать различные помещения, благодаря своему способу работы – конвенция. Алюминий дает горячий поток, а стальная средняя часть подает теплую воду, и соответственно полностью нагревает корпус. Нужно также и учесть то, что данные радиаторы используются в многоэтажных постройках.

Радиаторы из биметалла

Благодаря материалу, из которого они созданы, радиаторы смогут выдержать подаваемый поток воды, имеющий огромное давление. Также они устойчивы к пачканью, и полному системному сливу. Все эти преимущества, обеспечили таким радиаторам высокую популярность, в качестве средства отопления многоэтажных построений. Такие радиаторы отлично сопоставимы с условиями российской системы обогрева. Кроме высокой устойчивости к ржавчине, и замечательным техническим характеристикам, биметаллические радиаторы также небольшие в габаритах.

Одним из двух компонентов материала, из которого созданы данные радиаторы – алюминий. Именно он легко поддается изменению формы, и поэтому алюминий стал использоваться в высокобюджетных интерьерах.

Разрез биметаллического радиатора отопления

Биметаллические радиаторы отопления  имеют низкую стоимость, и отлично подходят для городского быта, где наиболее важными преимуществами является безопасность, современный вид, а также экономичность.

Биметаллические радиаторы отопления имеют высокие инженерные характеристики, и также они имеют достаточно большую экономичность в действии. Также, приобрести радиатор возможно по довольно невысокой стоимости. Именно это целиком возместит возможные для него недостатки, которые связанны с достаточным гулом, который возникает впоследствии нагрева двух разнотипных металлов. Помимо этого, изготовляются данные радиаторы именно из биметалла, в котором убран такой минус. Такое решение достигнуто благодаря небольшому использованию полимерного нанесения.

Сегодня биметалл стал применяются не только в высоких постройках, но также и в загородных домах. Он используется в качестве средства отопления квартиры многоэтажной постройки, и также биметаллические трубы часто используют в коттеджах.

Компании – изготовители таких радиаторов производят их, также и для использования в стандартных системах обогрева, и на систему, работающую в автономном режиме, с иными свойствами подачи воды. Несколько лет назад биметаллические радиаторы либо чугунные батареи, устанавливаемые ранее в жилых помещениях, не имели достаточной привлекательности и разнообразности, в сравнении с сегодняшними видами. К сегодняшнему времени биметаллические батареи обладают широким многообразием.

Секционные радиаторы из биметалла

Секционные биметаллические радиаторы обладают огромным количеством возможностей для подальшего использования. Было выяснено, что радиаторы данного вида отлично распределяют и сохраняют обогрев в различных помещениях: от маленьких квартир до крупнейших помещений. Соответственно, цена такого радиатора соответствует необходимому количеству требуемых секций, которые необходимы для отопления помещения.

Радиаторы в состоянии производить достаточное количество тепла в наиболее экономных видах. Поэтому просчет количества требуемых секций необходимо производить внимательно.

Секционные отопительные биметаллические радиаторы являются наиболее эффективными и современными устройствами, предназначенными для отопления помещения. Используются же они в паре с центральной отопительной системой. Главным преимуществом радиаторов, изготовленных из двух типов металлов, является их замечательная устойчивость к воздействию высокого давления. Также после приобретения таких батарей, у вас не появятся проблемы, связанные с коррозией. От ржавчины такие батареи защищены почти полностью.

Биметаллические изделия являются отопительным устройством, составляющимся из секционных делений, состав которых содержит алюминиевый короб и стальные трубки.

Биметаллический радиатор отопления с секционным деления

Сегодня радиаторы из биметалла создаются также в панельной модели. в которой присутствуют трубки из меди. Данные батареи создали большой скачок в развитии квартирного отопления, и соответственно улучшили его.

Среди различных видов радиаторов именно радиаторы из биметалла занимают достойное место, благодаря своим преимуществам.

Такие радиаторы для отопления обладают высоким показателем рабочего давления: 15-40 атмосфер. И также у них отсутствуют ограничения по монтажу в различных системах отопления построений, с различным количеством этажей.

  • Для биметаллических радиаторов характерна уникальность . Данные радиаторы обладают уникальной в своем роде конфигурацией отопительного радиатора, что предоставляет ему достаточно высокий результат и замечательную теплопередачу.
  • Радиаторы из биметалла прочны . благодаря расположенной внутри стальной детали из высококачественного алюминиевого сплава, который изготовлен под высоким давлением, литейным методом.
  • Радиаторы имеют высокую стойкость . из-за отсутствия условий для электрохимического процесса коррозии радиатора.
  • Универсальность также является плюсом радиатором из биметалла. Такие радиаторы можно использовать в различных системах отопления, не имея, при этом каких-либо ограничений.
  • Радиатор использует небольшой объём воды, и соответственно он является энергетически экономным .
  • Радиаторы имеют много разновидностей . потому что они могут работать с различными теплоносителями: вода, антифриз, пар, масло.
  • Благодаря своему доскональному дизайну, радиаторы безопасны в использовании, и не несут вероятности к получению травм .
  • Обладая качественной сборкой на заводе-производителе, радиаторы весьма надежны .
  • Биметаллические радиаторы имеют отличную герметичность . благодаря двойной прессовке.
  • Также данные радиаторы не принесут вреда окружающей среде и будут служить вам не меньше 25 лет .

Также читайте о схеме подключения радиаторов отепления. и смотрите видео о всех преимуществах биметаллических радиаторов отепления.

Источник: http://www.stroymasterok.com/bimetallicheskie-radiatory-otopleniya-kakie-luchshe/

Так же интересуются
09 февраля 2021 года

Вертикальные радиаторы отопления | Салон Тепла

В нашей компании высокие радиаторы представлены в полной мере! Каждый покупатель может посетить нашу выставку радиаторов и в живую ознакомиться с отопительным высоким прибором, а также сделать осознанный выбор в пользу того или иного производителя. Практически все основные высокие радиаторы присутствуют на складе, нет необходимости ждать. Вам необходимо просто позвонить по нашим контактным номерам или приехать к нам в офис, где Вам покажут и подберут необходимый радиатор отопления.

Типы вертикальных батарей


Все производители взяли в свой арсенал тип высоких, вертикальных батарей отопления, которые в наше время панорамных окон пользуются большой популярностью. Поэтому данные радиаторы производятся из разных материалов, каждый имеет свои достоинства инедостатки, а также разный диапазон цен. Попробуем более подробно рассказать про каждый тип.

Алюминиевые вертикальные радиаторы

Алюминиевые - преимущество алюминиевых высоких секционных радиаторов то, что их можно собирать посекционно. Одна секция равна 80 мм, и дает определенную теплоотдачу. Соответственно каждому клиенту легко собрать нужную длинну радиатора. Чего не скажешь о высоких стальных, панельных радиаторах, где ширина батареи четко зафиксированна.

Алюминиевые радиаторы Global OSKAR высокий, вертикальный алюминиевый радиатор для помещений где нет места батареям отопления стандартных размеров. Горизонтальный и вертикальный коллектор радиатора соедены с помощью сварки чего не делает ни один другой производитель .Толщина стенки водного канала радиатора вдвое больше в сравнении с подобными моделями других производителей, которая обеспечивает надежность и качество радиатора. Радиаторы Global Oskar с боковым подключением к системе отопления.

Радиаторы Garda – это мощь и утонченность, грация и теплота. Именно поэтому радиаторы Garda являются лучшим решением для обустройства дома и создания эксклюзивного интерьера. Особенность Garda в том, что вы можете собрать радиатор из трех, четырех, пяти или шести секций. Собрать их очень легко благодаря стальным ниппелям. 

Биметаллические -

Стальные вертикальные радиаторы

Стальные радиаторы из сегмента вертикальных славятся тем, что подходят в любую систему отопления, будь то централизованное или автономное, так как рабочее давление данных батарей 9-10 атмосфер в отличии от алюминиевых, где есть 6 и 9 атм. Так же стальные высокие радиаторы хороши тем, что они бывают разнообразны по дизайну, их можно красить в любую расцветку RAL. Есть разнообразные типы от 10 до 33, панельные или плоские и много других преимуществ.

Kermi Verteo

Немецкий производитель Kermi представляет вертикальные радиаторы высшего качества с уникальным дизайном, подходящих для отопления любого помещения, в качестве оптимально спланированной нагреваемой площади. вертикальные радиаторы Kermi идеально подходят для использования в помещениях с высокими отвесными стенами. Возможность изготовления вертикальных радиаторов сложной формы, с одним или несколькими поворотами под углом, а так же широкий ассортимент цветов, предлагаемых заводом для окраски, делает вертикальные радиаторы Kermi идеальным дизайнерским элементом и позволяет наиболее оптимально интегрироваться в помещение любого архитектурного проекта.

Главными преимуществами вертикальных батарей Керми (Германия) являются простота установки и высокий показатель тепловой мощности. К тому же современные стильные отопительные приборы данной торговой марки имеют лучшие характеристики экономии, благодаря использованию технологии Therm X2.

Керми славятся также своей высокой надежностью. Герметичности приборов при транспортировке и монтаже ничего не угрожает, так как снизу они упакованы в картон, а сверху обтянуты пленкой. При этом упаковка имеет такую конструкцию, что ее не нужно снимать вплоть до окончания монтажных и установочных работ.

Vogel Noot Vertikal

Вертикальные радиаторы Vogel&Noot отвечают всем требованиям наших Клиентов. Они отличаются небольшим спросом на место, легкой очисткой и большим количеством цветов RAL и санитарных цветов. Вертикальные радиаторы можно получить в версии как компактный радиатор.

Все модели панельных радиаторов могут работать при максимальной температуре 110 градусов и рабочим давлением 1,0 МПа (испытательное давление 1,3 МПа). Радиаторы упакованы в термоусадочную пленку с защитой углов и скоб радиатора накладками из гофрокартона или коробочного картона. Поверхность радиатора защищена литым картоном. Радиатор в упаковке готов к монтажу и пробной эксплуатации при температуре на выходе в отопительный прибор до 40 градусов. Концерн Vogеl & Noot предлагает своим клиентам проверенный бренд согласно наивысшим стандартам качества. Производственные процессы всех заводов концерна сертифицированы по ISO 9001. Параметры качества и мощности радиаторов находятся под постоянным надзором и контролем ведущих европейских организаций. Радиаторы Vogel Noot вертикальные с нижним подключением к системе отопления.

Enix Plain Art

Новые высокие стальные радиаторы, отличительной особенностью от других, это повышенная теплоотдача за счет конвекторных решеток внутри батареи (тип 22), а также панели имеющие более приятний и презентабельный внешний вид за счет прямоугольных линий. Не намного дороже, но эффективнее и изящнее. Радиаторы Enix Art Vertical нижним подключением по центру и по бокам.

Purmo Vertical

Вертикальный стальной радиатор PURMO Vertical с профилированной передней панелью. Профили на радиаторе расположены горизонтально. Шаг вертикальных водяных каналов равен 50 мм. Очень удобно использовать этот тип стальных радиаторов в комнатах с небольшим свободным местом у стены.

Трубчатые вертикальные радиаторы

В последнее время все большей популярностью пользуются вертикальные радиаторы, предназначенные для обогрева различных помещений. Одним из главных преимуществ подобных отопительных систем является оригинальная конструкция, позволяющая устанавливать их в любых свободных нишах и даже в качестве перегородок. Они являются прекрасной альтернативой стандартным батареям, которые расположены под подоконниками многих домов.

Одним из наиболее популярных производителей приборов отопления в классе вертикальные радиаторы является швейцарская компания Arbonia. Продукция компании отличается высоким качеством, оригинальным дизайном, а также широким модельным рядом, благодаря чему каждый покупатель, в зависимости от своих пожеланий, с легкостью может найти для себя наиболее подходящий вариант. Возможно заказть усиленные высокие радиаторы Arbonia - 16 Бар, для домов с централизованым отоплением.

Преимущества вертикальных радиаторов Арбония:

  • Компактность, позволяющая сэкономить пространство;
  • Отличный обогрев воздуха;
  • Универсальность, благодаря которой радиаторы одинаково хорошо подходят для установки как в жилых, так и в нежилых помещениях;
  • Оригинальный дизайн и возможность выбрать практически любой вариант расцветки.

Представляем вам еще одну торговую марку у которой большой выбор вертикальных радиаторов - это итальянский бренд IRSAP. Большой ассортимент высоких радиаторов выполненных по секционно из прямоугольных секций, а также большой выбор трубчатых батарей отопления высотой до 3-х метров. Радиаторы выполнены из стали.

 

Как остекление влияет на отопление?

Конфигураций загородных домов великое множество — не в пример типовой застройке в городах, вне которых всё ограничивается лишь вашей фантазией и желаемой температурой в доме.

О том, как правильно соотнести размеры окон и радиаторов, рассказывает Роман Шидлаускас, директор по развитию российского представительства итальянского производителя радиаторов Global Radiatori.Global Radiatori

 

Стандартные окна

Итак, в данном примере мы подразумеваем все типовые варианты, установленные ГОСТом. Иными словами, оконный проем располагается примерно в метре от пола, а высота и ширина окна колеблются в пределах от 60 до 180 см. Разумеется, в загородном доме эти величины могут быть примерными, но для того, чтобы было ясно, о чем речь, оттолкнемся от них. 

Учитывая холода, характерные для многих регионов нашей страны, важно устанавливать батареи именно под окнами, чтобы поток теплого воздуха перекрывал холод, идущий с улицы. При этом приборы должны располагаться на 10 см выше пола и примерно настолько же ниже подоконника. Значит, под стандартные окна отлично «встанут» классические радиаторы высотой 60 см.


Как выбрать радиаторы отопления?

Замена радиаторов: какие выбрать, как установить?


Если говорить о типе батарей, то лучше выбрать прибор с высокой теплоотдачей. Особенно в том случае, если оконные рамы устаревшие и деревянные, а не пластиковые. Несмотря на хорошие теплоизоляционные свойства дерева, тепло может «утекать» на улицу через зазоры между рамами, которые часто возникают в неновых домах. И даже если кажется, что щелей нет, перед установкой радиаторов в доме с деревянным остеклением лучше сначала утеплить окна.

Высокая теплоотдача батарей также крайне важна в том случае, если рамы сделаны из алюминия, который обладает высокой теплопроводностью. Казалось бы, батареи тоже из алюминия и отдают в комнату больше тепла по сравнению с батареями из других материалов. Почему же этот же материал плох для остекления? Да все по той же причине, только уже не в нашу пользу: алюминиевые окна не препятствуют отдаче тепла на улицу, то есть высокая теплопроводность в данном случае будет минусом. 

Если в доме стоят металлопластиковые стеклопакеты, это не значит, что теплоотдачей батарей можно пренебречь — в этом случае показатель также будет важен.  В целом разница лишь в том, что при использовании деревянных и алюминиевых окон вам, возможно, понадобится больше секций радиатора для полноценного обогрева комнат.

Точный расчет объема радиаторов, необходимых для прогрева каждого конкретного помещения, лучше поручить специалистам, которые учтут и качество остекления, и возможные теплопотери.

Global Radiatori

 

Высокие окна

Здесь мы говорим об интерьерах, в которых подоконник находится не выше 50 см от пола, а то и ниже. В таком случае классические батареи не подходят.

Если расстояния от пола до окна (с учетом необходимых припусков в 10 см с обеих сторон) хватает, то можно установить небольшие радиаторы высотой 30 см. Для их выбора справедливы те же рекомендации, что мы перечисляли выше: высокая теплоотдача и подходящий к качеству теплоносителя материал. Единственное, о чем важно не забыть, так это о том, что при прочих равных для обогрева понадобится радиатор с большим количеством секций, чем если бы монтировалась стандартная батарея высотой 60 см. Опять же за точными расчетами идем к проектировщикам инженерных систем (или хотя бы к сантехникам с инженерным образованием и знаниями систем отопления).


Как легально перенести батареи в квартире?

Почему в квартире холодно?


Если под окнами нет места даже для самых маленьких батарей, то можно попробовать перенести приборы в простенки между окнами. В этом случае выбирать надо или обычные приборы высотой 60 см, или высокие радиаторы вариант из линейки до 90 см или выше. В последнем случае лучше обратить внимание на алюминиевые приборы с хорошей теплоотдачей, потому что чем больше тепла отдает радиатор, тем меньше секций понадобится для обогрева. А это особенно важно, если места для батарей не так уж много.

В любом случае без проектировщиков не обойтись. Специалисты рассчитают необходимую длину труб и количество секций радиаторов, чтобы компенсировать перемещение источников тепла. Они также могут рекомендовать дополнительно установить внутрипольные конвекторы перед окнами, чтобы создать тепловую преграду для холодного воздуха, который поступает в дом из больших оконных проемов.

ovchinnikovfoto/Depositphotos

 

Панорамные окна

Это такой вид остекления, когда окна занимают всю стену или большую ее часть. При такой площади остекления теплопотери возрастают, поэтому без внутрипольных конвекторов под окнами не обойтись (они должны помешать уличному холоду проникать в помещение).

Однако одних конвекторов будет мало. Некоторые владельцы домов дополнительно монтируют теплый пол. Сразу хочется предостеречь тех, кто думает, что теплый пол может быть заменой радиаторам по функционалу. Теплые полы смогут прогреть только нижнюю часть комнаты. Если попытаться отапливать ими все помещение, то жильцам будет комфортно передвигаться по дому босиком, но придется надевать шапку. Это, конечно, шуточный пример, но суть он передает очень хорошо.


Вся правда об экономии на отоплении

Электрический теплый пол: гид по укладке


Конечно, многое зависит от качества теплоизоляции здания и внешнего температурного режима — в Краснодаре и в Мурманске разные потребности в тепле. Но если говорить о средней полосе и холодных российских регионах, то чтобы верхняя часть комнаты также прогревалась, теплые полы придется «раскочегарить» до такой температуры, что вместо шапки придется надеть ботинки, потому что босиком по такому горячему полу ходить будет уже невозможно. Не говоря уже о том, что такие эксперименты влетят в копеечку. Как ни крути: установить радиаторы все-таки придется.

И еще немного об эстетике. Мало кому захочется портить вид из окон, располагая приборы перед стеклами, поэтому есть вариант радиаторы перенести на соседние стены. При этом устанавливать можно классические алюминиевые или биметаллические радиаторы стандартной высоты 60 см. Или же выбрать радиаторы высотой 180-200 см. Главное (да, мы не устаем это повторять, потому что это и правда важно) — согласовать все это с проектировщиками, чтобы не допустить ошибок, которые сложно будет устранить. 

Пусть в доме будет тепло! 

Текст подготовила Александра Лаврова

Не пропустите:

Сертификация радиаторов – зачем ее ввели в России?

Может ли УК выставить дополнительный счет за отопление?

Потекли батареи – что делать?

Утепление квартиры изнутри

Статьи не являются юридической консультацией. Любые рекомендации являются частным мнением авторов и приглашенных экспертов.

Новый подход как к высокой безопасности, так и к высокой производительности литий-ионных батарей

РЕЗУЛЬТАТЫ

В качестве доказательства концепции мы подготовили базовый элемент, состоящий из стандартного электролита, 1 M LiPF 6 в этиленкарбонате (EC) / этилметилкарбонат (EMC) (3/7 мас.%) + 2 мас.% (мас.%) виниленкарбонат (VC), а также графитовый анод и катод NCM622. Защитные слои межфазного твердого электролита (SEI) на поверхности графита и межфазного катодного электролита (CEI) образуются во время начальных циклов заряда / разряда.Чтобы обеспечить низкий DCR и, следовательно, высокую мощность, эти межфазные слои обычно тонкие, не обладают достаточной плотностью и эластичностью, чтобы противостоять разложению в условиях неправильного обращения, подавлять непрерывную реакцию растворителя EC в SEI или препятствовать непрерывному окислению EC с выделением кислорода. из катодных материалов в CEI, что приводит к расходу Li и потере емкости элемента. Напротив, в элементах SEB мы создаем высокостабильные, огнестойкие EEI путем добавления небольшого количества TAP в стандартный электролит.Эта модификация электролита сопровождается одновременным снижением содержания ЭК, т.е. ЭК / ЭМС (1/9 мас.) + 2 мас.% ВК, предназначенных для дальнейшего снижения образования газа посредством побочных реакций. В этой работе мы представляем результаты для трех прототипов клеток SEB, обозначенных как SEB-1, SEB-2 и SEB-3 и соответствующих 0,5, 1 и 1,5 мас.% ТАР, соответственно. Сопротивление переносу заряда ячеек SEB, измеренное с помощью спектроскопии электрохимического импеданса (EIS), увеличивается от 3 до 5 раз по сравнению с базовой ячейкой без добавок электролита, как показано на рис.2А. Высокий импеданс возникает в результате полимеризации молекул ТАП, которые образуют толстые и плотные межфазные пленки на поверхностях как анода, так и катода ( 2 ). На анодной стороне пленка служит усиленным слоем SEI для стабилизации дальнейшего роста. На катодной стороне пленка препятствует взаимодействию ЭК в электролите с решеточным кислородом на поверхности NCM при высокой температуре или высоком напряжении ( 3 ), как схематично показано на рис. 2B.

Инжир.2 Экспериментальное сравнение LIB и SEB и объяснение механизма.

( A ) Графики Найквиста, показывающие измеренные сопротивления передачи заряда клеток SEB по сравнению с базовым уровнем клеток LIB. ( B ) Схема, показывающая сформированные in situ межфазные слои на поверхности графита и частиц NCM. Улучшенный слой SEI на графите замедляет перенос EC через пленку и подавляет дальнейший рост SEI. Слой CEI препятствует окислению ЭК кислородом решетки по поверхности NCM при высоких температурах или высоких напряжениях.( C и D ) Эволюция напряжения и температуры ячейки во время проникновения гвоздя в ячейку SEB и базовую ячейку LIB, а также качественные распределения температуры. Обе ячейки представляют собой карманные ячейки емкостью 2,8 Ач, состоящие из одного и того же графитового анода и катодного материала NMC622. Базовая ячейка LIB заполнена стандартным электролитом: 1 M LiPF 6 в EC / EMC (3/7 масс.) + 2 масс.% VC. Ячейка SEB имеет электролит 1 M LiPF 6 в EC / EMC (1/9 вес.) + 2 вес.% VC с TAP в качестве добавки к электролиту.КТ, комнатная температура.

PolyTAP и его композиты являются негорючими материалами. Кроме того, PolyTAP обладает электроизоляционными свойствами и стабильностью при повышенных температурах ( 4 ). Все эти свойства делают PolyTAP хорошо подходящим для повышения безопасности клеток SEB в условиях злоупотребления. Это подтверждается испытаниями на проникновение гвоздя, показанными на рис. 2C, где повышение температуры составляет всего 100 ° C (без деформации клеток, курения и возгорания) по сравнению с почти 1000 ° C (возгорание) в базовом случае (рис.2D). Превосходные характеристики безопасности ячейки SEB дополнительно иллюстрируются электрическими характеристиками ячейки во время проникновения гвоздя. Для базовой ячейки напряжение ячейки снижается до 0,1 В в течение 5 секунд после проникновения гвоздя. Резкое падение напряжения указывает на то, что ток короткого замыкания чрезвычайно высок из-за низкого внутреннего сопротивления базовой ячейки. Напротив, напряжение элемента SEB падает с 4,171 до 3,085 В в течение 5 с после проникновения, показывая медленный и контролируемый разряд из-за высокого внутреннего сопротивления элемента SEB.Существенно более высокое сопротивление в ячейке SEB, чем базовое, вызвано электрически непроводящими слоями, сформированными на поверхности графита и частиц NCM, как схематично показано на фиг. 2B.

Стабильность и безопасность элементов SEB дополнительно подтверждается испытаниями на высоковольтный заряд и календарным сроком службы при высоких температурах (рис. S1 и S2). Ячейки SEB могут подвергаться 1254 воздействиям высокого напряжения [заряд постоянным током (CC) до 4,4 В, постоянное напряжение (CV) до C / 20] при 40 ° C с сохранением емкости 80%, тогда как базовая ячейка выдерживает всего 40 циклов при той же потере емкости и рабочей температуре, что указывает на то, что элемент SEB более чем в 30 раз стабильнее и, следовательно, безопаснее, чем базовые элементы в условиях зарядки высокого напряжения. Тестирование календарного срока службы также показывает, что пассивированные клетки SEB могут эффективно подавлять саморазряд. Ток саморазряда измеряется путем поддержания постоянного напряжения элемента на требуемом значении, например 4,187 В для 100% -ного состояния заряда (SOC). Как базовые, так и SEB-ячейки показывают быстрое уменьшение плотности тока саморазряда в начале календарного старения из-за роста анодного SEI-слоя. Свежие клетки SEB показывают токи саморазряда примерно в 5 раз ниже, чем у базовой ячейки при комнатной температуре и 50% SOC, в 6 раз ниже при комнатной температуре и 100% SOC и примерно в 7 раз ниже при 60 ° C как при 50, так и при 100%. SOC.После 60 дней хранения ток саморазряда начинает выходить на плато; однако ток саморазряда в элементе SEB все еще в 2 раза ниже, чем в базовом элементе при комнатной температуре и 50% SOC и в 3 раза ниже при комнатной температуре и 100% SOC. Саморазряд становится в 4 раза ниже при высокой температуре (60 ° C) как при 50%, так и при 100% SOC, что указывает на то, что при повышенных температурах элементы SEB сохраняют превосходство по календарному сроку службы над базовым элементом.

Отличительная черта ячеек SEB - высокая мощность по запросу.Когда батареи не используются, элементы SEB остаются простаивающими при комнатной температуре, демонстрируя высокую стабильность и безопасность. Однако во время работы клетка SEB переключается в условия высокой реактивности посредством быстрой термической стимуляции. Это можно проиллюстрировать с помощью DCR, который обратно пропорционален мощности. Здесь DCR при разряде и зарядке для SEB и базовых LIB-ячеек измеряются при 50% SOC с помощью 10-секундного метода гибридной импульсной характеристики мощности (HPPC). Как и ожидалось, значения DCR существенно увеличиваются при добавлении небольшого количества TAP в электролит, как показано на рис.3 (A и B), который также демонстрирует, что добавление большего количества TAP в SEB-3 (например, 1,5 мас.%) Приводит к дальнейшему увеличению DCR из-за образования более толстых защитных слоев.

Рис. 3 Температурная зависимость мощности ячеек.

( A и B ) DCR разряда и заряда, соответственно, при 50% SOC для ячеек SEB по сравнению с базовым уровнем LIB-ячейки. ( C ) Относительная мощность разряда (базовая линия DCR @ RT / DCR) ячейки SEB по сравнению с базовой линией LIB.( D ) Относительная реактивность ( R ct, базовый уровень @ RT / R ct ) клетки SEB по сравнению с базовой ячейкой LIB, показывая, что клетки SEB работали при соответствующих повышенных температурах, например, SEB- 3 при 50 ° C, может обеспечивать достаточную мощность при всех температурах окружающей среды (обозначено линией а), что клетки SEB в 5 раз безопаснее и меньше стареют при комнатной температуре (обозначены линией b), а клетки SEB менее подвержены до теплового разгона при 60 ° C (обозначено линией c).

На рис. 3С показана относительная мощность клеток SEB по сравнению с базовой линией LIB, где мощность базовой клетки при комнатной температуре нормализована до единицы, тем самым демонстрируя, что клетки SEB могут обеспечивать достаточную более высокую мощность при работе при более высоких температурах. При 50% SOC, SEB-1, работающий при 29,2 ° C, обеспечивает ту же мощность, что и базовый элемент при комнатной температуре. Самая безопасная ячейка SEB-3 с 1,5 мас.% Добавки TAP требует рабочей температуры 44,6 ° C для обеспечения такой же мощности, как и базовая ячейка при комнатной температуре. Базовая ячейка имеет узкое температурное окно от 15 ° до 35 ° C, тогда как ячейки SEB имеют гораздо более высокую максимальную рабочую температуру, не становясь чрезмерно реактивными. Таким образом, необходимость работы при более высоких температурах для восстановления мощности не представляет проблемы для элементов SEB.При 50% SOC увеличение мощности разряда по сравнению с базовой литий-ионной батареей составляет 2,05, 1,81 и 1,39 для SEB-1, SEB-2 и SEB-3 соответственно (рис. 3C). Более того, при температуре окружающей среды 0 ° C базовая ячейка LIB имеет относительную мощность 0,38, в то время как SEB-2 имеет относительную мощность 1,81 при работе при 60 ° C [требуется 30 с для нагрева ячейки от 0 ° C. От ° до 60 ° C со скоростью 2 ° C / с, что типично для самонагревающейся конструкции Wang et al. ( 1 )]. Это примерно 5-кратное увеличение мощности по сравнению с ячейкой LIB для ячеек SEB, работающих в условиях замораживания.Как правило, элементы SEB работают независимо от температуры окружающей среды или погоды, поскольку они всегда нагреваются за считанные секунды и работают при постоянной повышенной температуре. Хотя нагрев элемента до повышенной температуры потребляет энергию элемента, общая передаваемая энергия элемента, как ни странно, не уменьшается. Как показано на рис. S3, энергия разряда C / 3 составляла 9,62 ватт-часа (Втч) для базовой ячейки при комнатной температуре и 10,15 Втч для ячейки SEB-3 при 60 ° C. Согласно нашей предыдущей работе ( 1 ), для повышения температуры на 10 ° C требуется ~ 1% энергии ячейки, что означает, что ячейке SEB-3 нужно 3.5% его энергии на нагрев от 25 ° до 60 ° C; оставшаяся энергия разряда, таким образом, составляет 9,79 Втч, что на 2% больше, чем у базового элемента при комнатной температуре.

Как уже упоминалось, такой быстрый нагрев достигается за счет вставки листа никеля микрометровой толщины. Влияние этого дополнительного компонента на плотность мощности ячейки можно оценить с помощью уравнения. 1, где м - масса данного элемента, а отношение мощности разряда, оцененное с помощью HPPC, обратно пропорционально отношению DCR (Power Density) SEB (Power Density) базовой линии @ RT = (DCRbaseline @ RTDCRSEB @ 60 ° C) (mbaselinemSEB) (1)

Добавление никелевой фольги увеличивает массу клеток на 1.3%, в то время как отношение DCR в формуле. 1 - относительная мощность, представленная на фиг. 3C при 60 ° C. На основе этих значений удельная мощность не уменьшается, а увеличивается в 2,02, 1,79 и 1,37 раза в случае SEB-1, SEB-2 и SEB-3 соответственно. Таким образом, в случае SEB-3 с самым высоким внутренним сопротивлением плотность мощности все еще на 37% выше, чем у базового элемента, работающего при комнатной температуре.

На рис. 3D представлена ​​относительная межфазная реактивность, полученная на основе сопротивления переносу заряда по результатам EIS. Это дополнительно подтверждает, что повышенная рабочая температура эффективно снижает сопротивление передачи заряда элементов SEB и, следовательно, увеличивает реактивность и мощность элемента. Повышение реактивности по сравнению с базовой ячейкой LIB составляет 2,06 для SEB-2. В целом, как относительная мощность, так и относительная реактивность иллюстрируют способность ячеек SEB обеспечивать высокую мощность по запросу. С другой стороны, значения относительной реактивности этих двух ячеек, показанные на рис. 3D, показывают, что ячейка SEB будет в 5 раз безопаснее и подвергнется в 5 раз меньшему старению при комнатной температуре, что подтверждается испытаниями на саморазряд и сохранение емкости. изображенный на рис.S2. Кроме того, сравнение относительной реактивности для двух типов ячеек при 60 ° C показывает, что ячейка SEB более чем в 2 раза менее склонна к тепловому разгоне.

Помимо безопасности и высокой мощности, постоянно возрастает потребность в длительном сроке службы LIB. Элементы SEB с низкой реакционной способностью, изготовленные из высокостабильных материалов, обеспечивают более длительный календарный срок службы (рис. S2), о чем свидетельствует медленное уменьшение емкости, когда батарея находится в режиме ожидания при комнатной температуре. При повышенных температурах цикл клеток SEB также стабилен.На рисунке 4A сравнивается сохранение емкости базовой ячейки с ячейками SEB во время цикла при 60 ° C заряда 1C CC до заряда 4,2 В CV до C / 20, а затем разряда 1C до 2,8 В. Очевидно, что ячейки SEB превосходят базовые ячейки, как показано за счет 20% потери емкости при 481 цикле с видимыми признаками деформации ячейки из-за выделения газа и набухания графитового анода для базовой ячейки, в то время как SEB-3 может достичь 2821 цикла до достижения 20% потери емкости. Это соответствует ок. Увеличение срока службы в 6 раз.Кроме того, SEB-3 достигает 4014 циклов при сохранении емкости 75%, в то же время демонстрируя признаки здоровой клетки, способной стабильно работать (без заметного выделения газа или литиевого покрытия). Средняя разрядная способность этих 4014 циклов составляет 84,2% от эквивалентного полного цикла (EFC). Предполагая, что дальность пробега на EFC для электромобиля (например, BMW i3 2019 года) составляет 153 мили, 4014 циклов означают> 517000 миль срока службы. Это более чем в 5 раз превышает гарантию для коммерческих электромобилей (например, BMW i3, 70% мощности на 8 лет или 100 000 миль).Увеличение срока службы элемента может быть дополнительно продемонстрировано путем рассмотрения скорости уменьшения емкости во время календарного старения при комнатной температуре (т.е. в стабильном состоянии), которая в 7 раз ниже, чем при 60 ° C (реактивное состояние). Ячейка SEB будет нагреваться до реактивного состояния только в ситуациях, требующих высокой мощности или быстрой зарядки. Большая часть его срока службы (> 90%) будет проведена в режиме ожидания (стабильное состояние). Следовательно, в полевых условиях ожидается, что срок службы SEB значительно превысит 4014 циклов, прежде чем достигнет 25% потери мощности.

Рис. 4 Сравнение стабильности при циклировании при 60 ° C.

( A, и B ) Сохранение емкости и DCR клеток SEB по сравнению с базовыми клетками LIB во время циклирования при 60 ° C. Ячейки заряжаются по протоколу CCCV при температуре от 1 ° C до 4,2 В с током отсечки C / 20, а затем разряжаются при температуре от 1 ° C до 2,8 В. ( C и D ) Кривые разряда свежего элемента SEB по сравнению со старым элементом .

Значительное увеличение срока службы SEB по сравнению с базовой ячейкой может быть связано с более плотным и более стабилизированным слоем SEI, сформированным на частицах графита, и слоем CEI на частицах NCM622 в присутствии добавок электролита.Для базовой ячейки богатые никелем частицы NCM склонны к микротрещинам по границам зерен ( 5 , 6 ), которые создают зазоры для проникновения электролита и приводят к более сильному окислению электролита и образованию каменной соли ( 7 ). При растрескивании частиц также высвобождается новая свежая поверхность, с которой может выделяться кислород ( 8 ). Микротрещины на частицах NCM622 для базовой ячейки наблюдаются только после 50 циклов (рис. 5D). Образование трещин становится гораздо более заметным по всей области микрофотографии после 956 циклов (рис.5F). Для ячеек SEB трещины на частицах NCM не наблюдаются при 50 циклах, а небольшое количество трещин наблюдается после 4021 цикла (рис. 5J). Наличие микротрещин не только приводит к потере контакта, но и ускоряет исчезновение емкости NCM. Для клеток SEB полимерное покрытие из TAP, вероятно, образует прочный CEI, уменьшая образование микротрещин (рис. 2B). Об этом также свидетельствуют оптические изображения (рис. S4) и отсутствие наблюдаемой деформации или набухания клеток после 4021 цикла даже при повышенной температуре 60 ° C.

Рис. 5 СЭМ-микрофотографии нетронутых, состаренных электродов для базовой линии и клеток SEB-3.

( A ) Безупречный анод. ( B ) Чистый катод. ( C ) Базовый анод после 50 циклов. ( D ) Базовый катод после 50 циклов. ( E ) Базовый анод после 956 циклов. ( F ) Базовый катод после 956 циклов. ( G ) Анод SEB-3 после 50 циклов. ( H ) Катод SEB-3 после 50 циклов. ( I ) Анод SEB-3 после 4021 цикла.( J ) Катод SEB-3 после 4021 цикла. ETD, детектор Эверхарта-Торнли; HV - ускоряющее напряжение электронов; WD, рабочее расстояние; HFW, ширина горизонтального поля.

Использование добавок ТАП заметно изменило составы EEI. Мы выполнили рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию (XPS) на графитовых и NCM электродах после 4021 цикла и сравнили структуру EEI образцов из базовой ячейки после 956 циклов. На графитовом аноде SEI, полученный из электролита, содержащий ТАП, содержит высокие концентрации элементов C, O и P по сравнению с контрольным образцом базовой ячейки (рис. 6 и рис. S5). Кроме того, более высокое содержание разновидностей C─C во всех C-содержащих разновидностях также было обнаружено в SEI, полученном из электролита, содержащем TAP, что свидетельствует о разложении TAP на аноде (рис. S5). Между тем, состав катода CEI также был изменен. С добавкой TAP слой SEI содержит больше C, P и F и меньше Li и O по сравнению с исходным SEI (рис. 6 и рис. S5). Обнаружено высокое содержание LiF и P-содержащих частиц (O─P = O, Li x P y OF z и Li x P y F z ) ( 9 ). в катодном слое КЭИ за счет применения добавки ТАП (рис.6). Подробная интерпретация пиков выглядит следующим образом: пики при 284,6, 286,1, 288,8 и 290,1 эВ в спектре C 1s приписываются C─C, C─O, O─C = O и поли (O─C = O). ( 10 ) соответственно; пики при 684,6 эВ в спектре F 1s приписываются LiF; пики при 686,9 эВ в спектре F 1s и 136,7 эВ в спектре P 2p приписываются O─P = O и Li x P y OF z ; а пики при 686,3 эВ в спектре F 1s и 134,5 эВ в спектре P 2p приписываются Li x P y F z . При сравнении спектра O 1s для состаренных электродов базовой линии (956 циклов) и электродов SEB-3 (4021 цикл) пик при 529,2 эВ для катода SEB-3 эффективно исключен по сравнению с пиком для базового катода (рис. 6). Это указывает на то, что на катоде SEB-3 обнаруживается меньшее количество кислорода в решетке NCM622, связанное с относительно более толстым слоем CEI. Это согласуется с более толстым слоем CEI, обнаруженным Xia et al. ( 2 ) на покрытой поверхности NMC442 в присутствии добавки TAP.Таким образом, результат XPS подтверждает, что добавка TAP приводит к образованию толстого слоя CEI и, как следствие, к более медленному развитию трещин, меньшему образованию газа и увеличению срока службы.

Рис. 6 Сравнение спектров керна XPS для состаренных базовых электродов и электродов SEB-3.

Графитовые электроды и электроды NCM622 берут из базовой ячейки после 956 циклов и из ячейки SEB-3 после 4021 цикла.

Три ячейки SEB показывают очень близкие скорости уменьшения емкости в пределах 1000 циклов (рис. 4А). За пределами 1000 циклов SEB-3 показывает гораздо более низкую скорость уменьшения емкости, чем две другие ячейки SEB, как и ожидалось из-за его самой низкой реактивности. По сравнению с исходными клетками, стабильность и длительный цикл жизни клеток SEB очевидны, причины чего можно определить по различиям в тенденции сохранения емкости на разных стадиях старения. Для базовой клетки мы видим резкое снижение удержания емкости C / 3 на начальной стадии и медленное снижение на вторичной стадии.Это в первую очередь связано с потерей запасов лития во время быстрого и медленного роста слоя SEI. Для клеток SEB уменьшение емкости линейно с номером цикла, что указывает на отсутствие быстрого роста на начальной стадии старения, поскольку рост слоя SEI подавляется образованием на месте огнестойкого защитного слоя. Более того, резкая нелинейная потеря емкости из-за литиевого покрытия обычно может наблюдаться в базовой ячейке при комнатной температуре и при низких температурах на конечных стадиях старения ячейки ( 11 ). Однако во всех ячейках SEB, работающих при 60 ° C, эта потеря емкости, вызванная литиевым покрытием, отсутствует, что свидетельствует об отсутствии литиевого покрытия в ячейках SEB. Ячейка SEB без покрытия Li предлагает значительное повышение безопасности по сравнению с обычными ячейками LIB.

Есть еще одно преимущество ячеек SEB, обещающих сверхдлительный срок службы при использовании в полевых условиях. В то время как обычные элементы LIB подвергаются значительному колебанию температуры окружающей среды, элементы SEB почти всегда работают при одной постоянной температуре (скажем, 60 ° C) независимо от температуры окружающей среды и после чрезвычайно короткого периода начального перехода путем самонагрева (порядка десятков секунд).Последняя особенность гарантирует минимальное повреждение материалов аккумулятора в элементах SEB из-за больших колебаний температуры.

Для базового элемента потеря емкости при повышенных температурах в основном связана с ростом SEI на анодной стороне и окислением растворителя на катодной стороне. Как следствие, DCR заметно увеличивается с увеличением номера цикла (рис. 4B). В случае клеток SEB DCR свежей клетки изначально намного больше, чем базовая клетка; однако скорость его увеличения намного медленнее из-за защитного покрытия как на аноде, так и на катоде (рис.2Б). На рис. 4 (C и D) показаны кривые разряда свежего элемента SEB по сравнению со старым элементом, соответственно. Из-за увеличения DCR с увеличением количества циклов SEB-3 показывает небольшое снижение мощности после 2821 цикла при 60 ° C. Напротив, базовая ячейка показывает резкое увеличение DCR и, следовательно, значительную потерю мощности всего за 556 циклов (рис. S6). Для всех клеток SEB с добавкой TAP их DCR линейно увеличиваются, а увеличение содержания добавки приводит к более высокому DCR в свежих клетках, но более медленному развитию DCR с номером цикла (рис.4Б). Ячейки SEB не выделяют газ во время циклических тестов, обеспечивая большую безопасность, чем базовая ячейка. Кроме того, клетки, содержащие ТАР, производят меньше газа во время образования, чем базовые клетки ( 2 , 12 ).

Из-за того, что элементы SEB допускают высокое напряжение, при зарядке до высокого напряжения 4,4 В по сравнению с 4,2 В разрядная емкость элемента SEB увеличивается на 12,7%, а энергия разряда увеличивается на 14,5% (рис. S1B). Таким образом, допуск высокого напряжения можно использовать для увеличения плотности энергии элемента.

Электролиты для элементов SEB были составлены путем снижения содержания EC и добавления TAP в качестве добавки. Хотя ЭК является важным растворителем для образования слоя SEI, он также приводит к образованию газа, особенно при высоком напряжении ( 13 ). Испытания на календарное старение показывают, что условия высокой температуры и высокого SOC ускоряют снижение емкости и увеличение внутреннего сопротивления, а также способствуют образованию газа. Элементы SEB изначально содержат 10 мас.% ЭК в электролите. Некоторое количество ЭК расходуется во время цикла формирования, в результате чего содержание ЭК в сформированных клетках SEB намного меньше 10%. Это является преимуществом, поскольку скорость газообразования в электролите без ЕС будет ниже, чем в электролите с высоким содержанием ЕС.

С введением новых материалов в электролит необходимо оценить влияние на стоимость, вес и изготовление элемента. Добавка к электролиту, TAP, имеет сопоставимую цену и плотность по сравнению с текущими стандартными растворителями; таким образом, с введением электролитов SEB не ожидается заметной разницы в стоимости материалов. В отличие от суперконцентрированных электролитов ( 14 ), электролиты с ТАП не увеличивают вязкость по сравнению со стандартным электролитом.С точки зрения изготовления, электролиты SEB также не будут добавлять дополнительных затрат из-за сходства обработки во время и после введения в элемент.

И, наконец, элементы SEB имеют важное преимущество, связанное с регулированием температуры аккумуляторной батареи. Когда требуется большая мощность, элементы SEB должны нагреваться изнутри ( 1 ) и работать при повышенных температурах. Предполагая, что температура окружающей среды составляет 25 ° C, а ячейки SEB и базовые линии работают при 60 ° и 30 ° C, соответственно, SEB обеспечивает разность температур, приводящую к рассеиванию тепла, которая в 7 раз больше, чем в базовом случае.Кроме того, элемент SEB имеет более низкий DCR при рабочей температуре 60 ° C (17,1 Ом · см 2 для SEB с 1 мас.% TAP), чем базовый элемент при 30 ° C (25,3 Ом · см 2 ), что указывает на уменьшение тепловыделения в ~ 1,5 раза при том же токе. Комбинация этих двух факторов снижает нагрузку на управление температурой примерно в 10 раз для клеток SEB.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Мы изготовили карманные элементы емкостью 2,8 Ач с использованием LiNi 0,6 Co 0,2 Mn 0.2 O 2 (Umicore) для катодов и графита (Nippon Carbon) для анодов. Отношение емкости отрицательного электрода к положительному, или отношение NP, было разработано на уровне 1,2. Пакетный элемент емкостью 2,8 Ач содержит пакет из 20 анодных и 19 катодных слоев. Использовали сепаратор Celgard-2325 толщиной 25 мкм. Нагрузки NMC622 на положительный электрод и графита на отрицательном электроде составляли 10,5 и 6,6 мг / см 2 соответственно.

Катоды были приготовлены путем нанесения суспензии на основе N-метил-2-пирролидона на алюминиевую фольгу толщиной 15 мкм, сухой материал которой состоит из NCM622 (91.5 мас.%), Super-P (TIMCAL) (4,1 мас.%) И поливинилиденфторид (Arkema) (4,4 мас.%) В качестве связующего. Аноды были приготовлены путем нанесения суспензии на основе деионизированной воды на медную фольгу толщиной 10 мкм, сухой материал которой состоит из графита (95,4 мас.%), Super-P (1,0 мас.%), Стирол-бутадиенового каучука (Zeon) (2,2 мас.%) и карбоксиметилцеллюлоза (Dai-Ichi Kogyo Seiyaku) (1,4 мас.%).

Один молярный раствор LiPF 6 , растворенный в EC / EMC (3: 7 по массе) + 2 мас.% VC, использовали в качестве контрольного электролита (BASF).Один молярный раствор LiPF 6 , растворенный в смеси EC / EMC + 2 мас. % VC, был смешан на месте. Для создания элементов SEB в обычный электролит в качестве добавок добавляли от 0,5 до 1,5 мас.% ТАР.

Каждая ячейка-пакет имеет площадь основания 110 мм × 56 мм, вес 63 г, номинальную емкость 2,8 Ач с удельной энергией 166 Втч / кг и удельной энергией 310 Втч на литр. Разрядные характеристики базовых и SEB ячеек при комнатной температуре показаны на рис. S7 как функция от C-rate.

Испытания на циклическое старение мешочных ячеек проводили с использованием системы тестирования аккумуляторных батарей инструментов Land (модель CT2001B, Land Instruments). Духовка с принудительным обдувом использовалась для контроля различных температур окружающей среды. Для каждого цикла старения элемент заряжался до 4,2 В при постоянном токе 2,8 А (скорость 1C), а затем заряжался при постоянном напряжении 4,2 В до тех пор, пока ток не уменьшился до 0,14 A (C / 20). После 5-минутного отдыха элемент был разряжен до 2,8 В при постоянном токе 2,8 А (скорость 1С) с последующим окончательным периодом отдыха в течение 5 минут. Когда число циклов старения достигло определенного значения (например, 403, 1006 циклов), элемент был подвергнут циклическому циклу зарядки и разрядки C / 3 для определения емкости (обозначенной как емкость C / 3) элемента. Для испытаний импеданса при различных температурах элементы были полностью заряжены, а затем разряжены со скоростью от C / 3 до 90% SOC. Тестирование импеданса проводилось при амплитуде переменного напряжения 5 мВ в диапазоне частот от 50 кГц до 0,005 Гц. Для испытания DCR элементы были полностью заряжены, а затем разряжены до 50% SOC со скоростью C / 3.Скорость разряда 5C и скорость заряда 3,75C использовались для определения значения DCR Discharge и DCR Charge .

Испытания на календарное старение проводились при различных температурах окружающей среды и SOC. Духовка с принудительной циркуляцией воздуха использовалась для регулирования различных температур окружающей среды. Напряжение ячейки поддерживалось постоянным, и ток собирался. Когда календарное время старения достигло определенного значения (например, 25, 60, 120 и 180 дней), элемент был циклически изменен со скоростью заряда и разряда C / 3 для определения емкости элемента.Затем были проведены испытания импеданса и DCR в тех же условиях, что и для ячеек с циклическим старением.

Для испытания на проникновение гвоздя элемент был полностью заряжен (заряд 1С CCCV с напряжением отсечки 4,2 В и током отсечки C / 20). Термопары были размещены на расстоянии 10 мм от геометрического центра ячейки и у отрицательного вывода ячейки. Диаметр гвоздя 5 мм, изготовлен из жаропрочной стали (угол острия гвоздя 60 °; поверхность гвоздя чистая, без ржавчины и масла). Скорость пробития 30 мм / с; гвоздь прошел через геометрический центр плоскости электрода перпендикулярно и остался внутри ячейки.Время наблюдения составляло 1 час, пока ячейка не остыла и напряжение на ячейке не упало почти до нуля.

Анализы SEM и XPS были выполнены путем первого извлечения образцов электродов из полностью разряженных ячеек пакета графит / NCM622 после цикла и трехкратной промывки EMC. Тесты XPS проводились на сканирующем микрозонде XPS PHI VersaProbe II. Образцы загружали в перчаточный ящик и переносили в прибор через сосуд для вакуумного переноса. СЭМ-визуализацию выполняли на приборе FEI Nova NanoSEM 630 SEM.

Благодарности: Финансирование: Эта работа была частично поддержана Управлением энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики США под номером DE-EE0008447. Вклад авторов: S.G. and C.-Y.W. разработал концепцию и написал рукопись. С.Г. и Р.С.Л. спроектированы и построены клетки. S.G. построил испытательный стенд и провёл характеристики. T.L. провели тест на проникновение гвоздя. Ю.Л. выполнил анализ импеданса.Ю.Г. и Дайвэй Ван выполнили анализ XPS и SEM. Все авторы внесли свой вклад в разработку рукописи и в обсуждения по мере развития проекта. Конкурирующие интересы: Авторы заявляют, что у них нет конкурирующих интересов. Доступность данных и материалов: Все данные, необходимые для оценки выводов в статье, представлены в статье и / или дополнительных материалах. Дополнительные данные, относящиеся к этой статье, могут быть запрошены у авторов.

Вот 5 лучших аккумуляторов для устройств с высоким разрядом | Оптовые цены

Тип батареи, которую вы выбираете, важнее, чем вы думаете - и мы не говорим о AA, AAA и т. Д.Ваши устройства потребляют энергию с разной скоростью, поэтому вам следует выбрать аккумулятор, наиболее подходящий для его уникального потребления. Устройства, которые потребляют много энергии за короткие промежутки времени, называются «устройствами с высоким энергопотреблением». Например:

  • Цифровые фотоаппараты
  • Сотовые телефоны
  • Портативные видеоигры
  • Портативные устройства Bluetooth
  • Радиоуправляемые игрушки

Хороший способ определить, потребляет ли устройство много энергии, - это то, как часто вы должны его заряжать.Если полного заряда хватит на день или два, значит, это устройство с большим потреблением энергии.

Эти устройства не подходят для работы от тех же батарей, что и устройства с низким уровнем заряда. Вы бы не хотели заводить вола в Дерби или использовать скаковую лошадь, чтобы вспахивать свои поля. Вот почему вам обычно следует использовать щелочные батареи для устройств с низким энергопотреблением и литий-ионные батареи для устройств с высоким уровнем потребления.

Следует отметить, что высокий и низкий сток представляют две стороны спектра.Большинство устройств находятся где-то посередине. Если ваше устройство находится ближе к середине, есть щелочные батареи с высоким разрядом, которые справятся со своей задачей. Вы должны рассматривать только литиево-ионные батареи, поскольку они почти не потребляют много энергии, потому что они специально разработаны для быстрых и мощных всплесков энергии. Вот почему они идеально подходят для вспышек фотоаппаратов, нескольких часов игры или музыкального вечера.

Вот некоторые из лучших батарей для ваших устройств с высоким энергопотреблением:

Цена: $ 3.95 2.38 $ / каждый

КУПИТЬ >> * Доступны оптовые цены

Известные как батарейки №1 с длительным сроком службы на рынке, литиевые батарейки Energizer Ultimate AAA предназначены для работы в тяжелых условиях, дома и в играх. Отлично подходит для любого устройства AAA.

Цена: 31,95 $ 17,70 $ / шт.

КУПИТЬ >> * Доступны оптовые цены

No AA щелочная батарея работает дольше согласно тестам ANSI средней производительности. Это означает более длительное время автономной работы таких мощных устройств, как динамики Bluetooth, игровые контроллеры, цифровые камеры и многое другое.

Цена: 2,95 $ 1,50 $ / шт.

КУПИТЬ >> * Доступны оптовые цены

Щелочные батареи Duracell Procell 9 В идеально подходят для устройств со средней скоростью разряда. Если ваше устройство не является экстремальным по спектру скорости разряда, эта щелочная батарея может быть лучшим вариантом для его питания.

Цена: 3.95 $ 2.38 $ / штука

КУПИТЬ >> * Доступны оптовые цены

Литиевая батарея L91 Energizer Ultimate AA была занесена в Книгу рекордов Гиннеса ™ как самая долговечная батарея AA в мире после тщательных испытаний цифровых камер, пультов дистанционного управления и переносных фонарей у конкурентов.

Цена: 3.95 $ 2.39 $ / штука

КУПИТЬ >> * Доступны оптовые цены

Батарейки

Energizer Photo обеспечивают надежное питание фонарей, цифровых фотоаппаратов, цифровых видеокамер, устройств умного дома, вспышек, лазеров и многого другого. Идеально для любого семейного или профессионального фотографа.

Обогащенные азотом ковалентные органические каркасы с несколькими карбонилами для высокоэффективных натриевых батарей

Разработка и синтез TQBQ-COF

Для достижения высокой емкости и хороших скоростных характеристик был разработан TQBQ-COF путем удаления неактивных связующих групп в каркасах и легирующие гетероатомы.TQBQ-COF с двойными окислительно-восстановительными центрами (C = O и C = N) были синтезированы посредством сольвотермической реакции 31 между TABQ и CHHO при 100 ° C в течение 48 часов (дополнительный рисунок 1) с последующим нагреванием при 140 ° C под Ar барботирование еще 6 ч. После дальнейшего отжига при 200 ° C в течение 5 ч в атмосфере аргона продукт был получен в виде темно-красного порошка с выходом 80%. Легкий синтетический процесс полезен для крупномасштабного получения TQBQ-COF. Материалы TQBQ-COF состоят из нескольких карбонилов и пиразиновых групп, где карбонилы используются в качестве окислительно-восстановительных сайтов, а активные пиразиновые сайты действуют как блоки связывания для образования двумерной (2D) конъюгированной основы.Поскольку карбонилы и пиразиновые группы разработаны как окислительно-восстановительные центры для электрода TQBQ-COF, может быть получена теоретическая емкость 515 мАч г -1 (на основе одной повторяющейся единицы, отмеченной внутри желтой пунктирной линии на рис. 1а). . Расчеты методом DFT применяются для расчета оптимизированных структур TQBQ-COF, показывающих гексагональную микропору размером 11,4 Å и расстояние упаковки 3,07 Å в соответствии с моделированной моделью укладки AB (рис. 1b).

Рис. 1: Структура и характеристики материалов TQBQ-COF.

a Химическая структура и возможный электрохимический окислительно-восстановительный механизм TQBQ-COF с теоретической емкостью 515 мАч г -1 . b Вид сверху и сбоку схематической модели укладки AB слоев TQBQ-COF с расстоянием упаковки 3,07 Å. c PXRD-рентгенограмма и смоделированные модели укладки AB / AB 'порошка TQBQ-COF. d TEM-изображение TQBQ-COF высокого разрешения с многослойным пространством накопления ~ 0,30 нм. Масштабная шкала 5 нм. e Шаблон SAED граней (002), (201) и (600) TQBQ-COF из d .Масштабная шкала, 5 нм -1 .

Структурные характеристики

Спектры FTIR TQBQ-COF демонстрируют два различных пика поглощения при 1627 см -1 и 1545 см -1 (дополнительный рисунок 2), которые могут быть отнесены к модам валентных колебаний карбонилов (C = O) и имиды (C = N) соответственно 28,31 . Кроме того, пики термообработанного TQBQ-COF при 1365 см -1 и 3373 см -1 (соответствующие колебаниям растяжения C – N и N – H TABQ-COF) оба показывают очевидное уменьшение по интенсивности пика, что свидетельствует о полимеризации исходных реагентов. Все пики в твердотельном спектре ЯМР 13 C TQBQ-COF отмечены в указанных группах на вставке химической структуры (дополнительный рисунок 3). Пики около 170 и 143 частей на миллион могут быть отнесены к карбонильным группам и образованию имидных связей посредством реакции основания Шиффа 32 , соответственно, что дополнительно подтверждает структуру TQBQ-COF. По данным элементного анализа, доля углерода, азота и кислорода составляет 53,1, 23,8 и 22,0 мас.% (Дополнительная таблица 1).Избыточное содержание кислородного элемента можно отнести к краевым группам или небольшим молекулам (например, H 2 O, CO 2 и CH 3 OH), абсорбированным в порах.

Кристалличность TQBQ-COF исследовали с помощью порошковой рентгеновской дифракции (PXRD) и просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения (HRTEM), как показано на рис. 1. Сильный дифракционный пик при 28,24 ° приписывается (002 ) плоскости (рис. 1в), что связано с межслоевым расстоянием 3. 0 ± 0.2 Å между сопряженными слоями TQBQ-COF смоделированной модели укладки AB (рис. 1b). Пики при 13,74 ° и 19,84 ° могут быть отнесены к граням (-220) и (201) соответственно. Кроме того, пик при 15,69 ° на рентгенограмме PXRD может быть отнесен к d-расстоянию плоскости (0–11), что согласуется с размером пор ~ 5,6 Å модели укладки AB TQBQ-COF. Под влиянием сильного p – π-взаимодействия между соседними 2D-слоями слои TQBQ-COF имеют тенденцию контактировать друг с другом с помощью альтернативной модели ступенчатой ​​укладки (модель укладки AB, рис.1b и дополнительный рисунок 4) 31 . Изображение HRTEM также показывает, что TQBQ-COF имеет умеренную кристалличность с периодичностями (рис. 1d), а очевидное межслойное расстояние между решетками (0,30 нм) хорошо относится к межслоевому расстоянию в слоях TQBQ-COF. Как показано на рис. 1e, выбранная область электронограммы (SAED) показывает выравнивание гексагональной поры вдоль граней (002), (201) и (600) TQBQ-COF с d-интервалом ~ 3,0 Å, ~ 4. 6 Å и ~ 2.4 Å соответственно. Таким образом, как экспериментальные результаты PXRD, так и HRTEM хорошо согласуются с предложенной моделью суммирования AB.Следует отметить, что несколько несовпадающих пиков все еще существуют между результатом эксперимента PXRD и имитационной схемой наложения AB на рис. 1c, что можно приписать существованию модели наложения AA / AB 'из небольшого изотропного порошка (дополнительный рис. . 4а). Между тем, элементные сопоставления HRTEM показывают равномерное распределение C, N и O (дополнительный рисунок 5). Материалы TQBQ-COF с небольшими дефектами и пористой структурой могут хорошо сочетаться с Na + , аналогично поведению накопления натрия в неупорядоченных мягких и твердых углях 33 .

Рентгеновская фотоэлектронная спектроскопия (XPS) была проведена для дальнейшего подтверждения химического состава TQBQ-COF. Характерные полосы для K-края углеродных, азотных и кислородных элементов показаны без каких-либо других примесей из спектра XPS обзорного сканирования (дополнительный рис. 6). Спектр C1s (дополнительный рис. 7a) в основном отображает C = C, C = O и C = N при 284,5, 287,8 и 287,0 эВ, соответственно. Энергия связи C = N близка к энергии связи C = O, что можно отнести к делокализации неподеленных парных электронов атомов N и O на π-сопряженной ароматической структуре TQBQ-COF 31 .Пик при 399,6 эВ получен из C = N пиразинового фрагмента 34 в спектре N1s (дополнительный рис. 7b). Все результаты подтверждают стабильный химический состав TQBQ-COF.

Характеристики морфологии

Изображения, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM) (рис. 2a, дополнительный рис. 8a, b), показывают морфологию TQBQ-COF с пористыми сотами с нерегулярными порами, что также можно наблюдать на изображении TEM ( Дополнительный рис. 8c). Как показал результат ПЭМ, d-интервал составляет ~ 3.0 Å между каждым монослоем TQBQ-COF, высота слоев TQBQ-COF ~ 5,0 нм соответствует 16 слоям монослоев TQBQ-COF на АСМ-изображении (рис. 2b), что меньше, чем у листов графена (0,34 нм ). Кроме того, спектр комбинационного рассеяния (дополнительный рис. 8d) дает два пика при ~ 1326 см -1 (D-полосы) и 1521 см -1 (G-полосы), где D-полосы получены из sp 3 C и изогнутые sp 2 C-структуры и G-полосы, относящиеся к конъюгированной sp 2 C.В сочетании с результатами АСМ и ПЭМ значение I D / I G (0,84) из рамановского спектра предполагает умеренный уровень дефектов для 2D-структуры слоев TQBQ-COF 35 .

Рис. 2: Характеристики TQBQ-COF.

a СЭМ-изображение порошка TQBQ-COF. Масштабная шкала, 100 нм. b Высотное изображение материала TQBQ-COF, полученное с помощью АСМ. Вставленная линия показывает высоту ~ 5,0 нм для 16 монослоев TQBQ-COF. Масштабная шкала 300 нм. c N 2 изотерм адсорбции / десорбции термообработанного TQBQ-COF. На вставке - анализ графика t термообработанного образца. d DOS смоделированной структуры укладки AB для TQBQ-COF.

N 2 Измерения изотерм адсорбции-десорбции были выполнены для проверки площади поверхности и распределения пор порошка TQBQ-COF. Исходный TQBQ-COF с удельной поверхностью 46,95 м 2 г -1 показан на дополнительном рис.9. После отжига при 200 ° C в течение 5 часов удельная поверхность термообработанного образца может достигать 94,36 м 2 г -1 с размером микропор 1,18 нм (дополнительный рис. 10). ). Увеличенная площадь поверхности может быть связана с улетучиванием небольших молекул, абсорбированных в отверстия. Согласно типу изотермы (рис. 2в), большинство пустот в TQBQ-COF происходит из мезопор. Анализ t -Plot (вставка на рис. 2c) был добавлен для выяснения микропористых свойств TQBQ-COF.Результаты графика t показывают, что микропоры существуют внутри TQBQ-COF. Следовательно, большинство пор TQBQ-COF - это мезопоры, сопровождаемые некоторыми микропорами.

Термогравиметрический анализ свежеприготовленного TQBQ-COF показывает потерю веса ниже 120 ° C из-за абсорбции небольших молекул в мезопоры, в то время как термообработанный образец демонстрирует более высокую термическую стабильность (дополнительный рис. 11). Термически обработанный TQBQ-COF с большей площадью поверхности и более стабильной структурой может способствовать диффузии ионов и вмещать интеркаляцию больших ионов Na + .Кроме того, электронная проводимость достигается как 1,973 × 10 -9 См · см -1 в соответствии с кривыми линейной развертки вольтамперометрии (дополнительный рис. 12). Расчетная ширина запрещенной зоны TQBQ-COF составляет менее 1,0 эВ в соответствии с плотностью состояний (DOS) (рис. 2d), что демонстрирует внутренние полупроводниковые свойства TQBQ-COF. Обратите внимание, что ионная проводимость свежеприготовленного TQBQ-COF не тестировалась, поскольку он не содержит Na + . Вместо этого мы проверили ионную проводимость разряженного продукта (разряженного до 0. 8 В) частотной характеристикой электрохимического импеданса 36 . Как показано на дополнительном рисунке 13, высокочастотная часть относится к электронному и ионному сопротивлению ( R e и R i ), а низкочастотная часть соответствует электронному сопротивлению ( R и ). Следовательно, рассчитанная ионная проводимость составляет 5,53 × 10 –4 См см –1 (подробный процесс расчета можно увидеть в дополнительных методах).Проводящий материал TQBQ-COF с богатым содержанием атомов азота и пористой сопряженной структурой способен облегчить перенос электронов и диффузию ионов Na + между многочисленными окислительно-восстановительными центрами 27 .

In / Ex-situ FTIR и ex-situ XPS на электродах TQBQ-COF

Перед исследованием механизма накопления натрия электрохимические характеристики электрода TQBQ-COF исследуются с помощью собранного SIB монетного типа. Спектроскопия электрохимического импеданса (EIS) электродов TQBQ-COF сначала была протестирована в электролите 1. 0 M NaPF 6 , растворенный в диметиловом эфире диэтиленгликоля (DEGDME) и пропиленкарбонате (PC), соответственно (дополнительный рисунок 14). Сопротивление переносу заряда (полукруги в высокочастотных областях) электрода TQBQ-COF в NaPF 6 / DEGDME (150 Ом) намного меньше, чем в NaPF 6 / PC (700 Ом). Это можно объяснить большим радиусом сольватационной конфигурации [NaPC3] + и высоким сопротивлением переносу заряда Na-анода в электролите на основе ПК (дополнительные рис.15, 16 и 17). Кроме того, TQBQ-COF действительно нерастворим в NaPF 6 / DEGDME (дополнительный рис. 18). Однако электролит NaPF 6 / DEGDME может смачивать электродную пластину TQBQ-COF за 5 с (дополнительный рис. 19), что подразумевает хорошую смачиваемость NaPF 6 / DEGDME для электродов TQBQ-COF. Таким образом, в следующих экспериментах применяемый электролит представляет собой 1,0 М NaPF 6 / DEGDME.

In-situ FTIR был применен для исследования механизма накопления натрия в электроде TQBQ-COF во время электрохимического процесса. На рис. 3а показаны кривые разрядки и зарядки (0,8–3,7 В, при 0,02 А г, –1 ) электрода TQBQ-COF для первых двух циклов. Примечательно, что электрод TQBQ-COF может достигать высокой емкости 505,3 мАч g -1 (соответствует 12 ионам Na + на каждую повторяющуюся единицу TQBQ-COF) при разряде элемента до 0,8 В и демонстрировать обратимые характеристики. при перезарядке до 3,7 В. Характерные пики карбонилов и пиразинов для чистого электрода TQBQ-COF расположены на ~ 1627 и 1545 см -1 , соответственно.Как показано на рис. 3b, два характерных пика постепенно становятся слабыми в процессе разряда, что совпадает с последовательной координацией ионов Na + с активными центрами на слое TQBQ-COF. Пик при 1627 см -1 почти исчезает при разряде до 0,8 В, в то время как характеристический пик при 1545 см -1 все еще оставляет слабый пик. В сочетании с результатами FTIR ex-situ (дополнительные рисунки 20 и 21) пик моды C = C можно отнести к ~ 1600 см -1 . Таким образом, слабый пик (1550–1620 см −1 ) в полностью разряженном состоянии в результатах FTIR ex-situ в основном обусловлен наличием C = C и остаточным C = N для Na n TQBQ -COF ( n = 1–12). Следует отметить, что ИК-Фурье-спектрометрия на месте полезна для обнаружения последовательного изменения структуры электрода TQBQ-COF, но она не может устранить влияние электролита и условий тестирования. Измерения in-situ и ex-situ FTIR могут хорошо работать друг с другом, чтобы продемонстрировать процесс хранения Na + .Способность накапливать Na + как для карбонилов, так и для пиразинов электрода TQBQ-COF может быть подтверждена изменением соответствующих пиков. В процессе зарядки характерные пики C = O и C = N постепенно появляются снова и, в конечном итоге, возвращаются в исходное состояние. То же самое явление произошло во втором цикле, показывая обратимый процесс интеркаляции / деинтеркаляции Na + в электроде TQBQ-COF.

Рис. 3: Последовательная эволюция структуры активных центров для электродов TQBQ-COF во время процессов содиации / десодиации.

a Профили разряда и заряда электрода TQBQ-COF при 0,02 A g -1 в диапазоне напряжений 0,8–3,7 В в начальных двух циклах. b In-situ FTIR-спектры, собранные в различных состояниях, соответствующих a . c XPS-спектры C1s электродов TQBQ-COF в различных состояниях заряда / разряда, отмеченные номером a .

Процесс натрирования / десодиации был дополнительно исследован с помощью спектров РФЭС ex-situ на рис.3c. Пики C = O (287,6 эВ) и C = N (287,0 эВ) постепенно ослабевают при разряде элемента до 1,6 В и становятся очень слабыми при разряде до 0,8 В. Напротив, пики C – N (285,6 эВ) ) и C – O (286,2 эВ) появляются постепенно во время процесса разряда и становятся очевидными при разряде до 0,8 В. Эволюция пиков C = O, C = N, C – O и C – N все показывает обратную тенденция, и все пики в спектрах C1s почти идентичны исходному состоянию, когда аккумулятор заряжен до 3,7 В. Результаты показывают, что как карбонильные группы, так и сайты пиразина участвуют в общих процессах натрирования и десодиации, что находится в хорошем согласии. с результатами FTIR in / ex-situ.Спектры ИК-Фурье in / ex-situ показывают, что карбонильные группы и пиразиновые участки могут почти одновременно реагировать с ионами Na + . Более того, этот результат также может подтвердить ex-situ XPS и последующие расчеты DFT. Возможной причиной одновременной реакции атомов O и N с ионами Na + является небольшая разница в электроотрицательности между атомами O и N в сопряженной структуре TQBQ-COF.

Расчеты DFT во время содиации / десодиации

Расчеты DFT применялись для определения последовательной структурной эволюции TQBQ-COF во время процессов содиации и десодиации.Во-первых, расчеты DFT использовались для расчета оптимизированных структур слоев TQBQ-COF и конфигураций после различной степени насыщения. Молекулярная структура TQBQ-COF моделируется одним кольцевым звеном, внешние края которого насыщены атомами водорода, как показано на рис. 4a. После оптимизации конфигурация одного блока TQBQ-COF определяется как плоская гексагональная структура с диаметром микропор 11,4 Å, что хорошо согласуется с результатами БЭТ (с диаметром микропор 1.18 нм, дополнительный рисунок 10). Во-вторых, с использованием метода 37 молекулярного электростатического потенциала (MESP) шесть эквивалентных минимумов значения ESP находятся в середине двух соседних атомов азота в молекулярной плоскости. Эти минимумы ESP соответствуют шести местам размещения Na + . Таким образом, 6 ионов Na + размещаются в этих местах, и последующая единица Na 6 TQBQ-COF оптимизирована так, чтобы иметь слегка скрученную поверхность, что можно объяснить напряжением между атомами азота и кислорода и ионами натрия.

Рис. 4. Механизм окислительно-восстановительной химии до 12 ионов Na + для каждого повторяющегося блока TQBQ-COF.

a Схематическая диаграмма двухэтапного процесса содирования и десодиации электрода TQBQ-COF, полученного с помощью метода молекулярного электростатического потенциала (MESP). Диаметр блока TQBQ-COF по расчетам DFT составляет 11,4 Å, а значения внутри кольцевого блока на рисунках MESP указывают на минимумы ESP. b График LUMO для повторяющейся единицы TQBQ-COF. c Малликен заряжает два атома Na с различным химическим окружением и соседние с ними атомы N и O в Na 12 TQBQ-COF.

Чтобы прояснить стабилизирующий эффект атомов азота и кислорода по отношению к Na + , был проведен анализ орбитального состава НСМО молекулы TQBQ-COF (рис. 4b). Результаты показывают, что атомы азота составляют 22,21% от состава НСМО, а атомы кислорода составляют 19,72%. Сходный процент азота и кислорода в орбитальном составе НСМО указывает на то, что атомы азота и кислорода совместно стабилизировали ионы Na + , что находится в хорошем соответствии с экспериментальными FTIR и XPS тестами, где интенсивности пиков C = N связи и группы C = O одновременно ослабевают.Кроме того, шаблоны MESP и LUMO двух повторяющихся блоков TQBQ-COF (дополнительный рисунок 22) также демонстрируют одинаковый приоритет C = O в размещении ионов Na + , подтверждая, что одного повторяющегося кольцевого блока достаточно для моделирования всех C = O групп в расширенной структуре TQBQ-COF. В результате, процесс накопления первых 6 ионов Na + должен быть изображен в соответствии с Na + , размещенным между каждыми двумя соседними атомами азота, а также двумя атомами кислорода на единице плоскости TQBQ-COF.

MESP Na 6 TQBQ-COF вычисляется для поиска остальных сайтов аккомодации ионов Na + . Всего на установке Na 6 TQBQ-COF обнаружено 12 минимумов ESP, в которых каждый карбонильный кислород вмещает 2 минимума ESP с расстоянием 1,8 Å между минимумом и поверхностью молекулы. Чтобы предотвратить переполненную натриевую конфигурацию, которая могла бы привести к большим стерическим затруднениям, один Na + помещается рядом с каждым карбонилом в блоке Na 6 TQBQ-COF, чтобы сформировать начальную структуру Na 12 TQBQ-COF.Оптимизированная геометрия Na 12 TQBQ-COF также представляет собой скрученную поверхность, аналогичную поверхности Na 6 TQBQ-COF. Кроме того, точные координаты атомов Na 12 TQBQ-COF представлены в дополнительной таблице 2. Из координат атомов Na 12 TQBQ-COF мы можем получить заряды Малликена каждого атома (например, O, N, Na). Заряды Малликена двух атомов Na с различным химическим окружением и соседних с ними атомов N и O отмечены на рис. 4c. Кроме того, вычисленные средние атомные валентности Na, O и N в Na 12 TQBQ-COF равны +1, -1 и -0.5 соответственно. Координационное окружение двух наборов ионов Na + в Na 12 TQBQ-COF также анализируется с использованием порядка связи Майера на дополнительном рисунке 23 и в дополнительной таблице 3. Ионы натрия, расположенные в молекулярной плоскости TQBQ- COF координируется всеми четырьмя атомами азота и кислорода (O-29, O-123, N-30 и N-56), в то время как ионы натрия за пределами молекулярной плоскости координируются только одним атомом азота (N-56) и один атом кислорода (О-123). Дальнейший расчет MESP для Na 12 TQBQ-COF не обнаруживает места размещения Na + в единичном кольце (дополнительный рис. 24), подтверждая, что только 12 ионов Na + могут получить доступ к каждой единице TQBQ-COF. Следовательно, следующий процесс накопления ионов Na + может быть изображен в соответствии с Na + , расположенным между двумя соседними атомами кислорода и азота за пределами плоскости TQBQ-COF.

Чтобы лучше понять последовательную эволюцию энергии TQBQ-COF, сопровождающую многоэлектронный перенос, соответствующие напряжения во время окисления также рассчитываются с помощью вычислений DFT. Значения энергии Na n TQBQ-COF ( n = 1, 2, 5, 6, 7, 11 и 12) определяются одноточечной энергией и свободной энергией Гиббса (дополнительная таблица 4).Таким образом, могут быть получены их соответствующие окислительно-восстановительные потенциалы (дополнительный рис. 25). Среднее плато напряжения, соответствующее первым 6 ионам Na + и последующему накоплению 6 ионов Na + , вычислено как 2,79 В и 1,59 В соответственно.

Электрохимические характеристики

Затем мы исследовали электрохимические характеристики электрода TQBQ-COF. Кривые CV показывают две очевидные пары окислительно-восстановительных пиков (рис. 5a), которые можно отнести к последовательному двухэтапному процессу содиации / десодиации.Пик при 2,2 В соответствует первым 6 ионам Na + , расположенным внутри плоскости кольца TQBQ-COF, в то время как пик при 1,5 В может быть отнесен к следующим 6 ионам Na + , хранящимся вне плоскости кольца TQBQ-COF, которые хорошо согласуются с расчетами DFT. Профиль гальваностатического заряда-разряда электрода TQBQ-COF в натриевой батарее обеспечивает начальную разрядную емкость 452,0 мАч g −1 (при 0,02 A g −1 , 1 ~ 3,6 В) на рис. 5b. Он показывает высокую обратимую емкость ~ 400 мАч g -1 в следующих 10 циклах и сохраняет емкость 352.3 мАч г -1 после 100 циклов. Кроме того, плотность уплотнения таблетки TQBQ-COF, рассчитанная по дополнительному рисунку 26, составляет ~ 1,63 г / см −3 , таким образом, расчетная объемная энергия электрода TQBQ-COF составляет ~ 1252 Вт · ч L −1 TQBQ-COF (исходя из емкости 452,0 мАч, -1 TQBQ-COF , 0,02 А г -1 ). Широкое сканирование спектров XPS (дополнительный рис. 27) показывает некоторые новые пики в электроде TQBQ-COF после перезарядки до 3.7 В, что связано с образованием границы раздела твердых электролитов (SEI) вокруг катода TQBQ-COF. Потеря емкости может быть объяснена результатами XPS (образование SEI) или некоторыми нестабильными сайтами для хранения Na + . Как показано на дополнительном рисунке 28, характеристики саморазряда оценивались после выдержки полностью заряженного элемента (после 5-го цикла) в течение 24 часов, и 92% первоначальной емкости сохранялось после полной разрядки при 0,2 ° C (1 ° C = 400 ° C). мАч г −1 ). Хорошие характеристики накопления натрия можно объяснить стабильностью материала TQBQ-COF и меньшим количеством побочных реакций электролита.

Рис. 5: Электрохимические свойства электродов TQBQ-COF в диапазоне напряжений от 1,0 В до 3,6 В.

a Кривые CV электрода TQBQ-COF при скорости сканирования 0,2 мВ с −1 . b Зарядно-разрядные профили электрода TQBQ-COF при 0,02 A г −1 . c Производительность электрода TQBQ-COF при плотности тока от 0,1 до 10 А г -1 , затем обратно к 0,1 А г -1 . d Устойчивость электродов TQBQ-COF к длительным циклам при различных плотностях тока (0.1, 0,5 и 1,0 А г −1 ). Все емкости рассчитаны на основе массы TQBQ-COF. e Выбранные кривые заряда / разряда аккумуляторных батарей Na // TQBQ-COF карманного типа при токе 50 мА. Емкость рассчитывается исходя из массы полной ячейки.

Электрод TQBQ-COF показывает обратимую емкость 278,6, 234,0, 180,6 и 134,3 мАч г -1 (дополнительный рис. 29) при 0,3, 1,0, 5,0 и 10,0 А г -1 соответственно. При уменьшении плотности тока до 0.1 A g −1 , емкость электрода TQBQ-COF также может достигать ~ 300 мАч g −1 . На рис. 5с представлены соответствующие скоростные характеристики электрода TQBQ-COF. Кулоновский КПД меняется при изменении плотности тока, что, вероятно, вызвано концентрационной поляризацией внутри батареи. Примечательно, что впечатляющая емкость 134,3 мАч g -1 может быть достигнута после разряда элемента всего за 48 с (при 10,0 A g -1 ), демонстрируя отличную производительность.Измерение CV использовали для оценки кинетики диффузии Na + при различных скоростях сканирования, в диапазоне от 0,2 до 2,0 мВ с -1 (дополнительный рисунок 30). На основе уравнения:

, где i - пиковый ток, v - скорость сканирования, а a и b - константы. Когда значение b близко к 0,5, это показывает процесс, контролируемый диффузией Na + ; в то время как он демонстрирует поведение суперконденсатора, когда b ≈ 1.Аккумулятор с электродом TQBQ-COF показывает, что значение b близко к 0,9, что согласуется с характеристиками скорости, подобными суперконденсатору, обеспечивая быструю кинетику для накопителя Na + 34 . Коэффициент диффузии Na + ( D Na + ) был рассчитан как ~ 10 –11 См см -1 , как методом CV 38 , так и гальваностатическим прерывистым титрованием. измерение техники (дополнительный рис.31) 29 . Подробный процесс расчета для D Na + можно увидеть в дополнительных методах. В результате хорошая кинетика реакции, высокая пористость и структура, сопряженная с легированием азота, гарантируют, что электроды TQBQ-COF обладают высокой емкостью и высокой производительностью для натриевых батарей.

Удельная емкость электрода TQBQ-COF может достигать 327,2 мАч г -1 при 0,1 А г -1 на рис. 5d, и достигается сохранение емкости ~ 89% после 400 циклов.Кроме того, достигается долгая циклическая стабильность электрода TQBQ-COF (рис. 5d). После 1000 циклов при 0,5 A g -1 и 1,0 A g -1 , они демонстрируют обратимую емкость 236,5 и 213,6 мАч g -1 , обеспечивая сохранение емкости 91,3% и 96,4% соответственно. Удельная емкость электрода TQBQ-COF демонстрирует тенденцию к увеличению для начальных 10 циклов при больших токах из-за медленного процесса открытия канала переноса ионов для электрода TQBQ-COF, а сохранение емкости рассчитывается на основе 10-го цикл. Кроме того, TQBQ-COF обеспечивает высокий кулоновский КПД ~ 100%, а энергоэффективность составляет около 85% (дополнительный рис. 32), демонстрируя хорошую стабильность при циклическом переключении и высокую энергоэффективность 39 .

Превосходная циклическая стабильность электрода TQBQ-COF может быть связана с его присущей ему стабильностью и высоким значением D Na + . Кроме того, слабый пик в УФ-видимых спектрах электродов TQBQ-COF в NaPF 6 / DEGDME указывает на плохую растворимость разряженных и повторно заряженных продуктов (дополнительный рис.33). Электрод TQBQ-COF остается с низким импедансом после 500 (169,4 Ом) и 1000 циклов (220,2 Ом), как показано на дополнительном рис. 34, и не показывает явных трещин в пластине после 500 циклов (дополнительный рис. 35). Электрод TQBQ-COF демонстрирует высокую плотность энергии и верхнюю плотность мощности (дополнительный рисунок 36 и дополнительная таблица 5) по сравнению с текущими зарегистрированными органическими катодами для натриевых батарей. Кроме того, была сконструирована карманная натриевая батарея емкостью 81 мАч с Na-анодом, катодом TQBQ-COF и электролитом NaPF 6 -DEGDME, показав емкость 75.3 мАч после 20 циклов при токе 50 мА (рис. 5д). Подробный процесс сборки карманных натриевых батарей можно увидеть в разделе «Дополнительные методы». Емкость (54,4 мАч г -1 элемент ) для 6-го цикла, нормированная на всю массу (1,49 г) мешка-элемента, показана на дополнительном рисунке 37 и в дополнительной таблице 6. С плато напряжения 1,86 V, натриевая батарея карманного типа демонстрирует выдающуюся плотность энергии 101,1 Вт · ч · кг -1 (в расчете на массу всего элемента), демонстрируя потенциально практическое применение TQBQ-COF.Поскольку объем ячейки-пакета составляет 1,92 (6 × 8 × 0,04) см 3 , расчетная объемная энергия всей ячейки-пакета составляет 78,5 Вт · ч л -1 . Пористая и легированная азотом структура TQBQ-COF способствует быстрому переносу ионов / электронов между несколькими активными центрами и, следовательно, наделяет электроды TQBQ-COF выдающейся стабильностью при циклической работе и быстродействием для натриевых батарей.

Сверхлегкие и пожарные токоприемники для литий-ионных аккумуляторов большой энергии и повышенной безопасности

  • 1.

    Chen, Y. et al. Пленки восстановленного оксида графена со сверхвысокой проводимостью в качестве токоприемников литий-ионных аккумуляторов. Nano Lett. 16 , 3616–3623 (2016).

    Google ученый

  • 2.

    Чжан, Х., Ю, X. и Браун, П.В. Трехмерные двухсторонние сверхбыстрые электроды для сверхбыстрой зарядки и разрядки аккумуляторных батарей. Nat. Nanotechnol. 6 , 277–281 (2011).

    Google ученый

  • 3.

    Li, Y. Q. et al. Литий-ионные дышащие электроды с трехмерной иерархической архитектурой для сверхстабильного и емкого хранения лития. Adv. Funct. Mater. 27 , 1700447 (2017).

    Google ученый

  • 4.

    Ли, Н., Чен, З., Рен, В., Ли, Ф. и Ченг, Х.-М. Гибкие литий-ионные аккумуляторы на основе графена со сверхбыстрой зарядкой и разрядкой. Proc. Natl Acad. Sci. 109 , 17360–17365 (2012).

    Google ученый

  • 5.

    Sun, H. et al. Иерархические трехмерные электроды для электрохимического накопления энергии. Nat. Rev. Mater. 4 , 45–60 (2019).

    Google ученый

  • 6.

    Liu, B. et al. Иерархический трехмерный ZnCo 2 O 4 массивов нанопроволок / анодов из углеродной ткани для нового класса высокопроизводительных гибких литий-ионных батарей. Nano Lett. 12 , 3005–3011 (2012).

    Google ученый

  • 7.

    Yazici, M., Krassowski, D. & Prakash, J. Гибкий графит в качестве анода батареи и токоприемника. J. Источники энергии 141 , 171–176 (2005).

    Google ученый

  • 8.

    Zhamu, A., Jang, B. Z. & Chen, G. Тонкопленочный токосъемник из крупнозернистого графена и содержащиеся в нем вторичные батареи.Патент США 9,484,160 (2016).

  • 9.

    Wang, S. et al. Алюминиевые хлоридно-графитовые батареи с гибкими токоприемниками, изготовленными из элементов, богатых землей. Adv. Sci. 5 , 1700712 (2018).

    Google ученый

  • 10.

    Лю К., Лю Ю., Линь Д., Пей А. и Цуй Ю. Материалы для обеспечения безопасности литий-ионных аккумуляторов. Sci. Adv. 4 , eaas9820 (2018).

    Google ученый

  • 11.

    Fan, X. et al. Невоспламеняющийся электролит позволяет использовать литий-металлические батареи с агрессивным химическим составом катода. Nat. Nanotechnol. 13 , 715–722 (2018).

    Google ученый

  • 12.

    Wu, H., Zhuo, D., Kong, D. & Cui, Y. Повышение безопасности аккумуляторной батареи за счет раннего обнаружения внутреннего короткого замыкания с помощью бифункционального разделителя. Nat. Commun. 5 , 5193 (2014).

    Google ученый

  • 13.

    Лю Ю., Чжу Ю. и Цуй Ю. Проблемы и возможности материалов для быстрой зарядки аккумуляторов. Nat. Энергетика 4 , 540–550 (2019).

    Google ученый

  • 14.

    Liu, K. et al. Продление срока службы литиевых аккумуляторных батарей за счет реакции дендритов лития с новым многослойным сепаратором из кремнеземных наночастиц. Adv. Mater. 29 , 1603987 (2017).

    Google ученый

  • 15.

    Wang, Q. et al. Из-за теплового разгона произошел пожар и взрыв литий-ионного аккумулятора. J. Источники энергии 208 , 210–224 (2012).

    Google ученый

  • 16.

    Ribière, P. et al. Исследование пожарной опасности литий-ионных аккумуляторных элементов методом пожарной калориметрии. Energy Environ. Sci. 5 , 5271–5280 (2012).

    Google ученый

  • 17.

    Yeon, D., Lee, Y., Ryou, M.-H. И Ли, Ю. М. Новые трудновоспламеняемые композитные сепараторы на основе гидроксидов металлов для литий-ионных аккумуляторов. Электрохим. Acta 157 , 282–289 (2015).

    Google ученый

  • 18.

    Yim, T. et al. Самозатухающие литий-ионные аккумуляторы на основе встроенных внутрь микрокапсул пожаротушения, чувствительных к температуре. Nano Lett. 15 , 5059–5067 (2015).

    Google ученый

  • 19.

    Liu, K. et al. Электросепрядный сепаратор из микроволокна ядро-оболочка с термозащитными свойствами для литий-ионных аккумуляторов. Sci. Adv. 3 , e1601978 (2017).

    Google ученый

  • 20.

    Yu, L., Miao, J., Jin, Y. & Lin, J. Y. Сравнительное исследование полипропиленовых сепараторов, покрытых различными неорганическими материалами, для литий-ионных батарей. Фронт. Chem. Sci. Англ. 11 , 346–352 (2017).

    Google ученый

  • 21.

    Baginska, M. et al. Автономное отключение литий-ионных аккумуляторов с помощью термочувствительных микросфер. Adv. Energy Mater. 2 , 583–590 (2012).

    Google ученый

  • 22.

    Cui, Y. et al. Огнеупорный, легкий полимер-полимерный твердотельный электролит для безопасных литиевых батарей. Nano Lett. 20 , 1686–1692 (2020).

    Google ученый

  • 23.

    Wang, J. et al. Органические электролиты пожаротушения для безопасных аккумуляторов. Nat. Энергетика 3 , 22–29 (2018).

    Google ученый

  • 24.

    Nakagawa, H. et al. Применение негорючего электролита с ионными жидкостями комнатной температуры (RTIL) для литий-ионных элементов. J. Источники энергии 174 , 1021–1026 (2007).

    Google ученый

  • 25.

    Zeng, Z. et al. Негорючие электролиты с высоким соотношением соли к растворителю для литий-ионных и литий-металлических батарей. Nat. Энергетика 3 , 674 (2018).

    Google ученый

  • 26.

    Tsujikawa, T. et al. Характеристики литий-ионного аккумулятора с негорючим электролитом. J. Источники энергии 189 , 429–434 (2009).

    Google ученый

  • 27.

    Suo, L., Hu, Y.-S., Li, H., Armand, M. & Chen, L. Новый класс сольвентных электролитов для перезаряжаемого металлического лития с высокой энергией батареи. Nat. Commun. 4 , 1481 (2013).

    Google ученый

  • 28.

    Wang, J. et al. Сверхконцентрированные электролиты для высоковольтной литий-ионной батареи. Nat. Commun. 7 , 12032 (2016).

    Google ученый

  • 29.

    Ся, Л., Ли, С.-Л., Ай, Х.-П., Ян, Х.-Х. И Цао, Ю.-Л. Термочувствительные катодные материалы для более безопасных литий-ионных батарей. Energy Environ. Sci. 4 , 2845–2848 (2011).

    Google ученый

  • 30.

    Балакришнан П., Рамеш Р. и Кумар Т. П.Механизмы безопасности в литий-ионных аккумуляторах. J. Источники энергии 155 , 401–414 (2006).

    Google ученый

  • 31.

    Chen, Z. et al. Быстрые и обратимые термочувствительные полимерные коммутационные материалы для более безопасных батарей. Nat. Энергетика 1 , 15009 (2016).

    Google ученый

  • 32.

    Wang, H., Wang, T., Yang, S. & Fan, L.Получение термостойких пористых полиимидных мембран методом обращения фаз для литий-ионных аккумуляторов. Полимер 54 , 6339–6348 (2013).

    Google ученый

  • 33.

    млн лет назад P. et al. Обзор жаропрочных полиимидных пленок: гетероциклические структуры и нанокомпозиты. Compos. Commun. 16 , 84–93 (2019).

    Google ученый

  • 34.

    Li, J. et al. Синтез и характеристика пористых полиимидных пленок, содержащих бензимидазольные фрагменты. Высокий. Выполнить. Polym. 29 , 869–876 (2017).

    Google ученый

  • 35.

    Velencoso, M. M., Battig, A., Markwart, J. C., Schartel, B. & Wurm, F. R. Молекулярное пожаротушение - как современная химия фосфора может помочь решить проблему огнестойкости. Angew. Chem. Int. Эд. 57 , 10450–10467 (2018).

    Google ученый

  • 36.

    Kränzlin, N., Ellenbroek, S., Durán-Martín, D. & Niederberger, M. Жидкофазное осаждение отдельно стоящих медных фольг и поддерживаемых тонких медных пленок и их структурирование в структуры проводящих линий. Angew. Chem. Int. Эд. 51 , 4743–4746 (2012).

    Google ученый

  • 37.

    Барнат, Э., Нагакура, Д., Ван, П.-Я. И Лу, Т.-М. Измерение удельного сопротивления в режиме реального времени при напылении ультратонких пленок меди. J. Appl. Phys. 91 , 1667–1672 (2002).

    Google ученый

  • 38.

    Xiao, J. et al. Огнезащитный синергизм между меламином и трифенилфосфатом в полибутилентерефталате. Polym. Деграда. Stabil. 91 , 2093–2100 (2006).

    Google ученый

  • 39.

    Гранцов, А. Торможение горения соединениями фосфора. В соотв. Chem. Res. 11 , 177–183 (1978).

    Google ученый

  • 40.

    Liu, N. et al. Наноразмерный дизайн, вдохновленный гранатом, для анодов литиевых батарей с большой заменой объема. Nat. Nanotechnol. 9 , 187–192 (2014).

    Google ученый

  • 41.

    Ли, М., Лу, Дж., Чен З. и Амин К. 30 лет литий-ионным батареям. Adv. Mater. 30 , 1800561 (2018).

    Google ученый

  • 42.

    Schmuch, R., Wagner, R., Hörpel, G., Placke, T. & Winter, M. Характеристики и стоимость материалов для литиевых перезаряжаемых автомобильных аккумуляторов. Nat. Энергетика 3 , 267–278 (2018).

    Google ученый

  • 43.

    Hong, J.H., Lee, Y., Han, S. & Kim, K.-J. Улучшение адгезионных свойств пленок Cu на полиимиде за счет имплантации ионного источника плазмы. Surf. Пальто. Technol. 201 , 197–202 (2006).

    Google ученый

  • 44.

    Kim, M.-H. И Ли, К.-В. Влияние ионно-лучевой обработки на межфазную адгезию системы Cu / полиимид. Met. Mater. Int. 12 , 425–433 (2006).

    Google ученый

  • Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности.Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, используйте кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или уточнить у системного администратора.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    мифов об аккумуляторах и факты об аккумуляторах

    Ad - Инструкции по ремонту аккумуляторов для аккумуляторной техники своими руками - сэкономьте деньги и узнайте, как восстановить свои собственные аккумуляторы.

    Перезаряжаемые батареи имеют меньшую емкость, чем одноразовые щелочные батареи.

    Это действительно огромная проблема для всех нас, потому что вы можете видеть компании повсюду, рекламирующие свой «факт о батареях» как номинальной емкости , и то, что они на самом деле делают, увековечивают «миф о батареях» о том, что одноразовые батареи имеют большую фактическую или Доступная емкость , чем у аккумуляторных батарей.

    Фактическая или доступная емкость батареи гораздо важнее для фактического использования, но ее также сложнее определить, поскольку она действительно зависит от того, для чего вы используете батареи.(Более подробную информацию см. На странице терминов по аккумуляторным батареям - «фактическая емкость». )

    Для большинства электронных устройств с высоким энергопотреблением, таких как цифровые фотоаппараты, аккумуляторные батареи будут работать намного дольше, чем щелочные. Фактически, в таких устройствах, как цифровые фотоаппараты, никель-металлгидридные батареи будут работать от одной зарядки в 3-4 раза дольше, чем от щелочной батареи. Взгляните на эту диаграмму щелочной батареи торговой марки и батареи NiMH большой емкости, которые установлены в компьютеризированном анализаторе батареи и подвергаются высокой скорости разряда 500 мА.

    Вы можете видеть, что никель-металлгидридная батарея работает НАМНОГО дольше, чем старая щелочная батарея при такой высокой скорости разряда.

    Heavy Duty, Super Heavy Duty, High Capacity, Quick Charger, Rapid Charger, Ultra, Long Life и т. Д.

    Поскольку реальных отраслевых стандартов не существует, многие термины, используемые производителями батарей, стали вводить в заблуждение маркетинговой шумихой.

    Батареи « Heavy Duty » часто являются наименее мощными батареями, которые вы можете купить, а некоторым «устройствам быстрой зарядки » может потребоваться до семи часов для зарядки комплекта батарей!

    Я считаю, что эти термины изначально не вводили в заблуждение. Например, термин «сверхмощная батарея» использовался для обозначения хлоридно-цинковых батарей, емкость которых примерно на 50% больше, чем у традиционных угольно-цинковых батарей. Но это было 50 лет назад! Назвать хлоридно-цинковые батареи сверхмощными стало неверным, когда стали доступны щелочные батареи, емкость которых на 300% больше, чем у хлоридно-цинковых.

    Похожая ситуация произошла с зарядными устройствами. Первоначально зарядным устройствам для никель-кадмиевых аккумуляторов требовалось от 12 до 24 часов для зарядки никель-кадмиевых элементов. Позже были представлены зарядные устройства, которые могли заряжать никель-кадмиевые элементы вдвое быстрее.К сожалению, называние этих зарядных устройств «быстрыми зарядками» оказало медвежью услугу индустрии аккумуляторных батарей. Любой, кто купил никель-кадмиевые элементы и «быстрое зарядное устройство», но позже понял, что на быструю зарядку ушло семь часов, должно быть, очень разочаровался. Я знаю, что был.

    Хорошая новость в том, что теперь можно купить зарядное устройство, которое может заряжать батареи менее чем за два часа, а в некоторых случаях даже за один час или меньше !!

    Оценки емкости батарей не имеют смысла, если они используются для сравнения различных типов батарей или для сравнения емкости батарей, питающих различные типы устройств.

    Это означает, что вы не сможете предсказать, как долго ваше электронное устройство будет работать, просто взглянув на номинальную емкость батареи. Например, щелочные батареи AA обычно имеют номинальную емкость более 2500 мАч, а батареи AA NiMH имеют номинальную емкость всего от 1200 до 1900 мАч. Но когда дело доходит до фактического питания электронного устройства, такого как цифровая камера, никель-металлгидридные батареи часто позволяют устройству работать в три или четыре раза дольше.

    (объяснение см. В разделе «Часто задаваемые вопросы о батареях», «Почему щелочные батарейки разряжаются так быстро?»)

    К сожалению, даже сравнение номинальной емкости аналогичных типов батарей не всегда работает, потому что разные производители часто измеряют емкость батарей немного по-разному.

    Помещение батарей в морозильную камеру или холодильник не обязательно продлевает их жизнь

    Щелочные батареи хранятся при "комнатной температуре" саморазряда со скоростью менее двух процентов в год. Так что обычно их охлаждение или замораживание помогает поддерживать их заряд лишь на крошечную величину. Вряд ли стоит их замораживать. Однако, если щелочные батареи хранятся при более высоких температурах, они начнут терять емкость намного быстрее.При 85 градусах по Фаренгейту они теряют только около 5% в год, но при 100 градусах они теряют 25% в год. Поэтому, если вы живете в очень жарком климате или храните батарейки в очень жарком месте, возможно, вам стоит вместо этого хранить щелочные батарейки в холодильнике.

    NiMH и NiCd батареи саморазряжаются НАМНОГО быстрее, чем щелочные батареи. Фактически, при «комнатной температуре» (около 70 градусов по Фаренгейту) NiMH и NiCD батареи будут саморазряжаться на несколько процентов ЗА ДЕНЬ.Хранение их при более низких температурах резко снизит скорость их саморазряда. NiMH аккумуляторы, хранящиеся при замораживании, сохраняют более 90% своего заряда в течение полного месяца. Так что имеет смысл хранить их в морозильной камере. Если вы это сделаете, лучше всего довести их до комнатной температуры перед использованием. Даже если вы не заморозите свои NiMH аккумуляторы после их зарядки, вам следует хранить их в прохладном месте, чтобы свести к минимуму их саморазряд.

    Аккумуляторы лучше заряжать медленно.

    (Неправда. См. Следующий пункт).

    Быстрая зарядка NiMH аккумуляторов сокращает срок их службы.

    Для практических целей с аккумуляторами, которые предназначены для быстрой зарядки, например, Sanyo, GP, Maha, Energizer, это не так. Важно использовать зарядное устройство, специально разработанное для быстрой зарядки никель-металлгидридных элементов. На самом деле существует гораздо более высокая вероятность сокращения срока службы никель-металлгидридной батареи за счет использования «ночного» зарядного устройства, чем использования умного быстрого зарядного устройства.Зарядные устройства для переноски рассчитаны на то, что вы отключите их от сети через несколько часов. Если вы забудете отключить их, они могут продолжать заряжать батареи дольше, чем должны. Чрезмерная зарядка СОЗДАЕТ срок службы батарей. С чисто технической точки зрения аккумулятор, который всегда заряжается медленно, скорее всего, прослужит немного дольше, чем аккумулятор, который всегда заряжается быстро. Однако разница настолько мала, что вряд ли будет заметна для большинства пользователей.

    Аккумулятор емкостью 2800 мАч может обеспечивать ток 2800 мА в течение часа

    Назначение емкости батареям может быть очень сложным, вероятно, поэтому вы не видите номинальные емкости, отмеченные на большинстве щелочных батарей.При питании электронных устройств с высоким энергопотреблением, таких как цифровые фотоаппараты, периферийные компьютерные устройства или портативные музыкальные плееры, щелочная батарея обеспечивает лишь небольшую часть своей номинальной емкости. Батарея NiMH или NiCd, вероятно, будет иметь гораздо более близкую к своей номинальной емкости при питании устройств с высоким разрядом. Это означает, что никель-металлгидридный аккумулятор номинальной емкостью 1800 мАч позволяет снимать гораздо больше фотографий, чем щелочной аккумулятор с номинальной емкостью 2800 мАч.

    Простой метод производства высокопроизводительных литий-селеновых батарей - ScienceDaily

    Перезаряжаемые литий-ионные батареи (LIB) считаются лучшей надеждой для технологии батарей следующего поколения благодаря их длительному циклу эксплуатации, высокой удельной мощности и плотности энергии.Однако они не отвечают постоянно растущим требованиям новых технологий, таких как электромобили. Технология Li-Se аккумуляторов все чаще рассматривается как реальная альтернатива LIB из-за их высокой теоретической объемной емкости и гораздо более высокой проводимости.

    В первом исследовании такого рода, опубликованном в журнале Nature Communications , инженеры из Surrey's Advanced Technology Institute (ATI) в сотрудничестве с командой из University Technology of Sydney подробно описывают, как они использовали одноатомный катализатор для создания высокоэффективных эффективные катоды для Li-Se аккумуляторов. Они демонстрируют, что их батареи обладают превосходной емкостью и отличными характеристиками при длительной работе на велосипеде.

    Команда из Суррея использовала для деликатного контроля частиц цеолитного имидазолатного каркаса (ZIF), которые были помещены на поверхность полистирольных сфер. Затем ядро-оболочка ZIF было преобразовано в полый структурированный углеродный материал.

    Путем доработки команда ATI успешно произвела электрокатализатор на основе атомарного кобальта, полый пористый углерод, легированный азотом, полый пористый углерод и наночастицы кобальта.Путем внедрения селена в полые структурированные частицы углерода были получены композиты углерод / селен.

    Электрокатализаторы на основе атомарного кобальта использовались в качестве катодных материалов для Li-Se аккумуляторов и явно продемонстрировали превосходные электрохимические характеристики, включая высокую скорость (311 мА · ч · г · 1 при 50 ° C) и отличную стабильность при циклическом воздействии (267 мА · ч · г -1). h? g? 1 после 5000 циклов с падением емкости 0,0067% за цикл при плотности тока 50 ° C) с кулоновским КПД ~ 100%.

    Доктор Цзянь Лю, один из ведущих авторов и читатель (доцент) кафедры энергетических материалов в ATI, сказал:

    «Мы искренне верим, что наш синтезированный материал с атомарным кобальтом может проложить путь для литиево-селеновых батарей, которые станут технологией для будущих поколений.Несмотря на то, что наши результаты невероятно обнадеживают, нам еще предстоит кое-что сделать, чтобы воплотить в жизнь нашу мечту об экологически чистых аккумуляторных технологиях большой емкости ».

    Профессор Рави Сильва, директор ATI Университета Суррея, сказал:

    «Мы невероятно гордимся творческой и превосходной работой, проделанной командой доктора Лю - исследованием, которое может стать решающим моментом для разработки экологически безопасных аккумуляторных технологий».

    История Источник:

    Материалы предоставлены University of Surrey .

    alexxlab

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *