Биметаллические батареи что это: Как правильно выбрать биметаллический радиатор отопления

Содержание

Биметаллические радиаторы отопления: достоинства и недостатки

Биметаллический радиатор представляет собой батарею отопления, которая выполнена из двух разновидностей металлов. Чаще всего это алюминий и сталь.

При этом внутри располагается металл с более высокой коррозионной стойкостью, а снаружи металл с высокой теплоотдачей.

Сталь часто заменяют медью, так как она близка по своим характеристикам.

Биметаллические радиаторы обладают рядом достоинств и недостатков, которые рассмотрим ниже.

Достоинства биметаллических радиаторов

Надежность – биметаллические радиаторы долговечны, они случат 20-30 лет. Внутренняя часть выполняется из стали, а внешняя из алюминия. Стыки в радиаторе надежно герметизируются. Для труб характерна гладкость не только снаружи, но и внутри. Это позволяет проскакивать окалине, песку и прочим примесям, которые циркулируют вместе с теплоносителем.
Стойкость к высокому давлению – это достоинство по праву считается ключевым. При профилактических и ремонтных работах сотрудники коммунальных служб часто пускают по трубам воздух под большим давлением. Такая проверка нужна, чтобы исключить прорыв при пуске воды. Так как сердечник в биметаллических радиаторах выполнен из стали, то они легко выдерживают не только давление воздуха, но и гидроудар.
Высокая теплоотдача – внешняя часть корпуса выполнена из алюминия, который характеризуется высокой теплоотдачей. При расстоянии между осями 50см, показатель теплоотдачи составляет 190Вт.

Коррозионная стойкость – внутренняя часть биметаллических радиаторов изготавливается из стали. Она практически инертна к щелочной среде. Производители также дополнительно могут покрывать ее изнутри специальным полимером, обеспечивающими допзащиту от коррозии.
Быстрота реакции на данные терморегулятора. Сердечник в таких радиаторах небольшой, что позволяет ему быстро нагреваться и охлаждаться в соответствии с командами.
Биметаллические радиаторы обладают секционной структурой, причем показатели ширины и высоты могут варьироваться.
Эстетичный внешний вид – радиаторы отличаются современным видом, гармонирующим с любым интерьером. Некоторые производители предлагают на выбор несколько цветов.
Простой монтаж и ремонт – биметаллические радиаторы отличаются небольшим весом, поэтому их монтаж и ремонт будет не таким сложным, как чугунных радиаторов.

Безопасность – у биметаллических радиаторов сведено к минимуму число острых углов, что очень важно, если есть дети.

Недостатки биметаллических радиаторов

Дороговизна – в сравнении с чугунными и алюминиевыми вариантами биметаллические радиаторы стоят дороже. Но если рассматривать в разрезе долговечности, стоимость вполне оправдана.
Низкая защита от коррозии – это касается только дешевых моделей. У качественных моделей биметаллических радиаторов данная проблема отсутствует, так как все детали, которые соприкасаются с водой, обрабатываются специальным полимером. Однако если в системе используется не вода, а антифриз, то лучше отдать предпочтение алюминиевым радиаторам.
При неправильном монтаже может быть перегрев – это значит нужно позаботиться о качественной установке.

Учитывая все достоинства и недостатки биметаллических радиаторов можно с уверенностью заявлять, что такие батареи будут идеальным вариантом для многоквартирных домов. Высокая стоимость относительна и она компенсируется длительным эксплуатационным сроком.

Однако не стоит использовать биметаллические радиаторы в системах индивидуального отопления, в которых в качестве теплоносителя выступает антифриз.

В нашей компании вы можете купить и заказать установку биметаллических радиаторов. Мы гарантируем вам качество работ и материалов. Замеры и выезд специалиста совершенно бесплатны.

Смотрите так же последние новости

Скидки в честь 26-летия компании! С 16 по 30 сентя …

В честь своего 26-летия, компания «Мир кондиционеров» дарит жителям города …

Специальная цена на кондиционеры Daikin Sensira FT .

С 01.09.2021 по 30.11.2021 г. во всех магазинах «Мир кондиционеров» действу …

Подарок при покупке камина Electrolux! до 31.05.20 …

Приобретая камин Electrolux в период до 31.05.2021 г. вы получаете бесплатную по …

Все новости

Алюминиевые и биметаллические радиаторы отопления Rifar для квартиры и загородного дома

За счёт территориальных и климатических особенностей России вопрос отопления всегда остаётся весьма важным. Постоянно растут требования к таким отопительным приборам как радиаторы. В свете этой тенденции на замену устаревающим радиаторам из чугуна приходят аналогичные приборы из алюминия и биметалла.

Несмотря на то, что внешне эти два типа радиаторов довольно схожи, у них имеется немало различий по технической части, которые довольно сильно интересуют потенциальных покупателей.

Разобраться в чём разница между алюминиевыми и биметаллическими радиаторами, в их особенностях, нюансах и преимуществах мы и попробуем в данной статье.

Алюминиевые радиаторы

Для алюминиевых радиаторов требуется теплоноситель как можно более чистый. По этой причине их лучше всего использовать в частных домах с автономной системой отопления, что в многоквартирных домах – большая редкость.

Именно в автономной отопительной системе вы можете сами вести контроль за качеством теплоносителя, а также за давлением в трубах самой системы. В автономных системах практически нет опасности возникновения протечек вследствие гидроударов.

Алюминиевые радиаторы

Современные алюминиевые радиаторы имеют эстетичный и элегантный внешний вид, а также стильный дизайн. Всё это, вкупе с хорошими пользовательскими характеристиками и демократической ценой выводит их в топ продаж среди владельцев частных загородных домов. Срок службы алюминиевых радиаторов разнится в промежутке 10-25 лет, если, конечно, соблюдать все инструкции по их использованию.

У алюминиевых радиаторов по стандарту есть следующие межосевые расстояния: 200, 350 и 500 мм. Помимо этого, есть вертикальные модели большей высоты с межосевым расстоянием от 850 мм.

Производство алюминиевых радиаторов

При изготовлении алюминиевых радиаторов используется сплав из высококачественного алюминия с добавлением кремния. По технике изготовления радиаторы делятся на литые и изготовленные методом экструзии.

Литые радиаторы

При литом способе сплав заливается в формы, затем добавляется кремний для прочности. Благодаря этому секции радиаторов получаются герметичными, выдерживающими давление до 16 бар. Во время испытаний батареи подвергаются опрессовке в 25 бар.

Помимо этого, у подавляющего числа радиаторов есть рёбра в форме лепестков, которые играют роль конвекторов, для положения направления воздушного тёплого потока в отапливаемое помещение. В зависимости от числа таких каналов будет увеличиваться теплоотдача и теплообмен.

Литые радиаторы из алюминия делятся на разборные секции, благодаря чему количество секций можно уменьшать или увеличивать для повышения или понижения тепловой мощности. Таким образом, вышедшую из строя секцию можно легко поменять на новую.

Способ экструзии

В этом способе теплообменная часть изготавливается в экструдере под давлением, а нижние и верхние коллекторы отливаются отдельно. Затем все части соединяются вместе с помощью развальцовки, сварки или запрессовки. В общем, такие радиаторы не являются монолитными.

Ремонтировать повреждённые компоненты нельзя, также, как и наращивать или уменьшать количество секций – всё следует рассчитать и прикинуть перед этим, какой теплообмен и мощность вам нужны.

В экстремальных условиях такие радиаторы работают не особо хорошо, посему они проигрывают по сравнению с литыми постепенно вытесняются с рынка. Зато цена на них сильно ниже.

Анодированные алюминиевые радиаторы

В данном случае, после такое как секции радиатора отлиты, они проходят через оксидирование анодом, отсюда и название. Делается это для того, чтобы повысить устойчивость радиаторов к образованию коррозии.

У анодированных радиаторов каналы внутри более гладки, и теплоноситель проходит по ним беспрепятственно, за счёт чего прогрев всех секций происходит по максимуму и полностью равномерно.

Анодированные алюминиевые радиаторы

Такие радиаторы обладают выдержкой давления до 75 бар и температуры до 130°C. Впрочем, такие достоинства и стоят соответствующих денег. Анодированные радиаторы являются разборными, их секции можно увеличивать в количестве или попросту менять на исправные.

Анодированные радиаторы можно устанавливать в самые разные системы отопления, по теплоносителям ограничений не имеется.

Достоинства и особенности алюминиевых радиаторов

Алюминиевые радиаторы имеют высокую теплоотдачу.
Они немного весят, их легко перевозить, перетаскивать и монтировать.
Выглядят довольно стильно и имеют множество разных типоразмеров, благодаря чему их можно устанавливать в самых разных местах.
Их выгодно использовать с термостатами за счёт хорошей инерции тепла.

Однако, не стоит забывать о том, что мы уже упоминали в начале статьи. Алюминиевые радиаторы лучше всего использовать именно в частных домах, с отдельной отопительной системой. Из-за теплоносителей, используемых в отоплении обычных многоквартирных домов они могут в итоге выйти из строя.

Алюминиевые радиаторы Rifar

Радиаторы из алюминия, производимые компании Rifar, имеющие среди своих аналогов самые передовые показатели, на ряду с этим обладают также примечательными особенностями по части конструкции. Строение вертикального канала и стенка толщиной в 2,8 мм позволяют им выдерживать давление до 20 атмосфер. Это и является их основным отличием от марок других алюминиевых радиаторов.

Алюминиевые радиаторы Rifar

Для свободного протока теплоносителя они имеют пониженное гидравлическое сопротивление. С такими радиаторами в качестве теплоносителя можно использовать даже незамерзающие жидкости. На такие радиаторы ставится жёлтая наклейка, где перечисляются основные виды теплоносителей, пригодных для использования. Срок службы радиаторов из алюминия компании Rifar составляет от 10 до 25 лет.

Биметаллические радиаторы

Биметаллические радиаторы называются так потому, что их изготавливают из сплавов двух видов. Чтобы теплоноситель свободно протекал по внутренним каналам, они изготавливаются из нержавеющей стали. Снаружи радиаторы “обёрнуты” в корпус из алюминия, который славится хорошим теплообменом и эстетичным внешним видом.

За счёт сплава из стали и корпуса из алюминия складывается превосходная теплоотдача и надёжность биметаллических радиаторов. Каналы из стали отлично справляются с щелочной средой и кислотностью теплоносителей отопительных систем многоквартирных домов. Именно по этой причине наиболее часто биметаллические радиаторы находят своё применение именно там.

Биметаллические радиаторы отопления

Теплоноситель с высокими показателями кислотности и щёлочности хорошо циркулирует по стальным каналам, при этом не касается внешнего корпуса из алюминия. А тот, в свою очередь, за счёт своей гладкости и конвекции хорошо производит тепло в помещении. Да и вообще, как уже было выше сказано, корпус из алюминия смотрится более чем стильно.

Кстати о стильности. Эту самую стильность алюминиевому корпусу обеспечивает покрытие из эмали. Помимо декоративных функций оно выполняет ещё и практическую – надёжно защищает корпус из алюминия от образования коррозии. Так что он всегда выглядит почти как новенький и долго сохраняет свои эксплуатационные характеристики.

В случае, если вы решили использовать биметаллические радиаторы в частных домах с автономным отоплением, мы рекомендуем вам встроить в отопительную систему специальный насос, чтобы повысить давление в системе. Его может не хватать для нормальной работы радиатора из биметалла.

Благодаря стальным каналам биметаллические радиаторы обладают повышенной устойчивостью к гидроударам и высокому давлению в трубах отопительной системы. Радиаторы могут поставляться как отдельными секциями, так и в виде блоков, неразборных. Последний вариант является наиболее надёжным.

К блокам можно также присоединять дополнительные секции или блоки. Установка осуществляется на резьбовых соединениях с прокладками из резины, для выдержки высоких и низких температурах и повышенного давления.

Достоинства и особенности биметаллических радиаторов

Алюминий хорошо проводит тепло и в короткие сроки позволяет прогреть помещения.
Каналы радиаторов обладают стойкостью к коррозии при контакте с теплоносителем. Это значительно продлевает срок службы радиаторов из биметалла.
Помимо защиты от коррозии эмалевое покрытие алюминиевого корпуса также придаёт радиаторам стильный облик. Можно устанавливать в любом помещении.
За счёт того, что радиаторы из биметалла хорошо переносят высокое давление и температуру, они отлично “уживаются” в любых отопительных системах, особенно в многоквартирных домах с центральным отоплением.
Такие радиаторы мало весят, их легко перевозить и монтировать, причём самостоятельно.

Биметаллические радиаторы Rifar

Радиаторы из биметалла, производимые компанией Rifar, бывают как секционные, так и монолитные. Сейчас мы с вами рассмотрим по порядку оба типа.

Секционные биметаллические радиаторы Rifar

Конструктивно такие радиаторы представляют собой секции с прокладкой из силикона. Выпускается данная серия с межосевыми расстояниями 200, 300 и 500 мм. Причём, модель с расстоянием до 500 мм представляет собой одну из самых мощных моделей всей линейки.

По конструкции секция биметаллических радиаторов Rifar представляет собой трубу из нержавеющей стали, залитой алюминиевым сплавом, причём, заливка происходила под высоким давлением. За счёт этого каждая секция таких радиаторов отличается прочностью и отличной теплоотдачей.

Следует отметить, что для биметаллических радиаторов Rifar допускается использование только специальной воды по параграфу 4. 8 СО 153-34.20.51 – 2003 из “Правил технической эксплуатации электрических станций и сетей РФ”. Срок службы радиаторов данной модели составляет от 10 до 25 лет.

Биметаллические радиаторы Rifar

Монолитные биметаллические радиаторы Rifar

Конструкция монолитных радиаторов из биметалла устроена таким образом, что его внутренние каналы сварены воедино, а по ним протекает теплоноситель. За счёт этого в данных радиаторах протечки практически исключены.

Продвинутая геометрии поверхностей, передающих тепло, из алюминиевого сплава, наделяют биметаллические монолитные радиаторы Rifar отличной теплопроводностью. Они комфортно и эффективно поддерживают режим температуры в помещении.

Служат радиаторы до 25 лет, устойчивы к коррозии. У них отсутствуют стыки между секциями, плюс с ними можно использовать самые различные типы теплоносителей, даже антифриз. Выдерживают давление до 100 атмосфер!

Т. к. тепловой поток у данных радиаторов успешно сочетает в себе как радиационную, так и конвективную составляющие, эти радиаторы можно использовать как в медицинских, так и в детских учреждениях.

Подытоживая всё выше сказанное, мы можем прийти к выводу, что алюминиевые радиаторы хороши при использовании в частных домах с автономной системой отопления, а биметаллические, наоборот, в многоквартирных зданиях, с общей отопительной системой.

При этом, следует также отметить, что среди всех своих аналогов, фирма Rifar, производящая как алюминиевые, так и биметаллические радиаторы отопления, является несомненным лидером в своём направлении.

В следующих статьях мы более подробно постараемся сравнить между собой алюминиевые и биметаллические радиаторы по различным эксплуатационным показателям.

биметалл, алюминий или чугун?

Одним из важнейших элементов системы отопления являются радиаторы. На сегодняшний день выпускается несколько видов подобного оборудования. Как не ошибиться и сделать правильный выбор? Давайте разберемся. Итак, чугунные, стальные, алюминиевые батареи, биметаллические – какие лучше?

Что нужно знать о

Прежде чем решиться на замену старых батарей на новые радиаторы, обязательно сходите в ЖЭК и узнайте, какое рабочее давление теплоносителя в системе отопления вашего дома. Дело в том, что каждый тип радиатора рассчитан на определенное максимально допустимое количество атмосфер.

В том случае, если батарейки просто меняются, рассчитать необходимое количество новых устройств несложно. Обычно они покупают столько, сколько они сделали. Однако в данном случае все зависит от мощности новых радиаторов. Если система отопления устанавливается в новом доме, расчет придется производить. В стандартных условиях (наличие в помещении одного окна, одной двери и одной наружной стены) необходимое количество батарей определяется исходя из того, что на 1 м 9 требуется 41 мВт тепловой мощности.0009 3 . Тепловая мощность каждого конкретного радиатора указывается производителем в техническом паспорте. Полученное количество необходимых киловатт следует просто разделить на эту цифру. Таким образом, вы можете узнать, сколько батарей вам нужно.

Радиаторы чугунные

Итак, начнем разбираться, какие батареи лучше — чугунные или биметаллические. Или, может быть, выбрать сталь или алюминий?

Чугунные батареи давно используются для обогрева квартир в многоэтажных домах и зарекомендовали себя как надежное и долговечное оборудование. Аккумулятор такого типа может выдерживать давление до 9-12 атмосфер и точно без проблем прослужит более пятидесяти лет. То есть по сроку службы чугунные радиаторы не уступают даже современным дорогим биметаллическим.

К преимуществам батарей такого типа можно отнести также нетребовательность к качеству хладагента и устойчивость к коррозии. Недостатки у таких радиаторов, конечно же, тоже есть. Это, прежде всего, большой вес и не очень эстетичный вид. Кроме того, этот тип оборудования имеет довольно большую инерционность. То есть аккумулятор очень долго греется и остывает, что в частном доме, например, может быть не очень удобно.

Далее рассмотрим преимущества других типов радиаторов. Надеемся, это поможет вам определиться, какие батареи лучше: чугунные или биметаллические, стальные или алюминиевые.

Алюминиевые батареи

Алюминиевые радиаторы также часто используются в системах отопления. К их неоспоримым достоинствам можно отнести эстетичный внешний вид и малый вес. Преимуществом таких устройств также является высокий уровень теплоотдачи. Алюминиевые батареи нагреваются — в отличие от тех же чугунных — очень быстро. Что касается давления, то они выдерживают от 6 до 16 атмосфер.

К недостаткам этой разновидности можно отнести в первую очередь требовательность к качеству охлаждающей жидкости. Так как вода обычно содержит небольшой процент различных кислот, алюминиевые радиаторы служат не слишком долго. Особенно быстро процесс разрушения этого металла идет в том случае, если в конструкции системы отопления присутствуют медные детали.

Стальные модели

По коэффициенту теплопроводности сталь сравнима с чугуном. Радиаторы из этого металла греются быстрее только за счет тонких стенок. Эта разновидность выдерживает давление до 8-15 атмосфер. К недостаткам таких моделей также можно отнести значительный вес. Дело в том, что для достижения оптимальной мощности стальные радиаторы делают прозвонкой. Еще одним недостатком этих аккумуляторов является подверженность коррозии. Даже модели со специальным внутренним защитным покрытием начинают ржаветь через три-пять лет.

Радиаторы биметаллические

Итак, какие плюсы и минусы у стальных, алюминиевых и чугунных моделей мы выяснили. Далее посмотрим, какие достоинства есть у биметаллических батарей. Какие сорта лучше покупать и что нужно учитывать при выборе?

Этот тип аккумуляторов на данный момент можно считать самым популярным. Биметаллическими эти радиаторы названы потому, что их секции изготовлены сразу из двух разновидностей материала — алюминия и стали (или меди). Это очень надежные приборы, способные выдержать до 30-50 атмосфер давления, а значит, нет риска прорывов и затопления соседей. К преимуществам таких моделей можно отнести малый вес и низкую теплопроводность. Кроме того, биметаллические батареи имеют очень долгий срок службы. Гарантированно это 25 лет, но теоретически этот прибор может прослужить до 50.

Внутри радиаторов данного типа проходят стали, устойчивые к агрессивным веществам, растворяющимся в водопроводных трубах. Снаружи алюминиевые, легко проводящие тепловые пластины.

Единственным недостатком биметаллических моделей является их достаточно высокая стоимость, особенно по сравнению с чугунными и стальными. Бюджетные варианты таких аккумуляторов тоже есть, но они, как правило, не отличаются особой надежностью. Поэтому в том случае, если вы решили приобрести именно этот тип радиатора, в первую очередь нужно обратить внимание на производителя. Покупка моделей производства сомнительных фирм вряд ли будет оправданной.

Разновидности биметаллических батарей

Какие бывают виды такого оборудования, как биметаллические батареи. Что лучше для квартиры или загородного дома?

Как уже было сказано, трубы внутри таких радиаторов могут быть стальными или медными. Первый вариант дешевле. Биметаллические батареи с медью обычно используют в том случае, если в конструкции системы отопления присутствуют медные элементы.

Кроме того, аналогичные радиаторы классифицируются еще на два вида:

Монолитный. Длина камеры в этих моделях фиксированная. Эта разновидность выдерживает давление до ста атмосфер.
Секционный. Это более популярный тип радиатора. Нравятся такие модели владельцам квартир и домов тем, что часть секций всегда можно убрать. Это позволяет регулировать мощность излучателя.

Что выбрать?

Итак, давайте посмотрим, как сделать правильный выбор. В том случае, если вы живете в городской квартире, лучшим вариантом наверняка станет биметаллическая модель. Можно, конечно, купить и достаточно надежные, и гораздо более дешевые чугунные. Однако если у вас установлены счетчики, все же стоит выбрать первый вариант. Дело в том, что для обогрева таких батарей вода должна проходить через них намного меньше раз. И, следовательно, в этом случае можно сэкономить на отоплении. Еще один плюс биметаллических радиаторов – отсутствие необходимости периодической подкраски.

Ну а дача или загородный дом? Какие батареи лучше: биметаллические или алюминиевые в данном случае? На самом деле последний вариант отличается меньшим весом и эстетичным внешним видом. Однако качество охлаждающей жидкости в нашей стране оставляет желать лучшего. Даже в загородных постройках воду в систему отопления часто закачивают из открытого резервуара. Поэтому большинство владельцев частных домов предпочитают все-таки использовать биметаллические модели. Часто используется и традиционный чугунный вариант. На даче, где отопление нужно только поздней осенью или ранней весной, лучше установить гораздо более дешевые стальные радиаторы. Алюминиевые батареи можно использовать в квартире или доме только в том случае, если вы уверены в качестве воды.

Радиаторы зарубежных производителей

Далее посмотрим, какие биметаллические батареи какой фирмы лучше приобрести и на что следует обратить внимание. Сегодня на российском рынке представлено огромное количество радиаторов разных марок. Однако даже продукция известных зарубежных фирм, имеющих хорошую репутацию, может не подойти для вашей квартиры или дома. Дело в том, что такие инструменты зачастую совершенно не переносят российские условия.

Из-за высокого содержания агрессивных веществ в воде, циркулирующей по трубам, такие радиаторы очень быстро выходят из строя. Если вы задались вопросом о биметаллических батареях – какие лучше, перед покупкой обязательно узнайте, адаптирована ли модель к российским условиям. Такую продукцию на нашем рынке в настоящее время представляют очень многие иностранные компании.

Приборы Sira

Батареи биметаллические (какие лучше устанавливать в жилище, вы теперь знаете) этого производителя на данный момент являются самыми популярными на отечественном рынке. Модели этого бренда отличаются надежностью, долговечностью и эстетичным внешним видом. Хороших отзывов они заслуживают и за то, что способны выдерживать очень высокое давление теплоносителя – 40 атмосфер.

Биметаллические батареи отопления – что лучше? Если вас интересует этот вопрос, обязательно присмотритесь к продукции этой компании. Итальянские радиаторы Sira линейки RS разработаны специально для эксплуатации в российских условиях. То есть они не боятся нашего грязного теплоносителя и выдерживают то давление, которое необходимо.

Итак, вы все еще задаетесь вопросом: «Биметаллические батареи — какие лучше?». Sira — бренд, внимание на который стоит обратить обязательно. Высокую степень герметичности этих батарей обеспечивают тороидальные кольцевые прокладки, считающиеся гораздо более надежными, чем паранитовые, применяемые в большинстве других марок радиаторов. Долговечность устройств Sira объясняется, в том числе, отсутствием карманов в головках секций. Благодаря этому здесь не собираются газы и шлам, в результате чего опасность коррозии сводится к минимуму.

Биметаллические аккумуляторы (какие лучше): отзывы

Безусловно, мнение об устройствах Sira у российского потребителя самое высокое. Неплохие отзывы заслужила продукция таких торговых марок, как Alurad, Global, Sahara и некоторых других. Отечественные производители хвалят приборы фирмы «Рифар».

Итак, теперь вы знаете, какие батареи лучше — биметаллические или алюминиевые, какие плюсы и минусы у чугунных и стальных вариантов. Конечно, вам решать, какой радиатор отопления выбрать для квартиры или дома. Ориентироваться при покупке следует на допустимое давление, качество охлаждающей жидкости, мощность и тип аккумулятора.

Изготовление на месте гетероструктурированного биметаллического сульфида/фосфида с богатыми границами раздела для высокоэффективных водных Zn-ионных аккумуляторов

Изготовление на месте гетероструктурированного биметаллического сульфида/фосфида с богатым интерфейсом для высокоэффективных водных Zn-ионных аккумуляторов

Скачать PDF

Артикул
Опубликовано: 12 августа 2021 г.

系锌电池性能

Фан Ян (杨方) ¹ ,
Юэньян Шен (沈越年) ² ,
Зе Цен (岑泽) ¹ ,
Цзе Ван (万杰) ¹ ,
Шицзе Ли (李世杰) ³ ,
Гуаньцзе Хэ (何冠杰) ⁴ ,
Цзюньцин Ху (胡俊青) ^2,5 и
…
Кайбинг Сюй (徐开兵) ²

Научные материалы Китая том 65 , страницы 356–363 (2022)Процитировать эту статью

712 доступов
49 цитирований
1 Альтметрика
Сведения о показателях

Abstract

Разработка подходящих катодных структур для высокоскоростных и стабильных водных Zn-ионных аккумуляторов все еще является сложной задачей. Здесь стратегия межфазной инженерии с помощью фосфатирования разработана для контролируемого преобразования нанолистов NiCo ₂ S ₄ в гетероструктурированные NiCoP/NiCo ₂ S ₄ в качестве катодов в водных Zn-ионных батареях. Многокомпонентные гетероструктуры с богатым интерфейсом могут не только улучшить электропроводность, но и улучшить пути диффузии для хранения ионов Zn. Как и ожидалось, NiCoP/NiCo ₂ S ₄ Электрод обладает высокой производительностью с большой удельной емкостью 251,1 мА·ч·г ⁻¹ при высокой плотности тока 10 А·г ⁻¹ и отличной скоростью (сохранение около 76 % даже при 50 А). г ^-1 ). Соответственно, Zn-ионная батарея, использующая NiCoP/NiCo ₂ S ₄ в качестве катода, обеспечивает высокую удельную емкость (265,1 мА ч г ^-1 при 5 А г ^-1 ), долговременную циклическую стабильность ( сохранение 96,9 % после 5000 циклов) и конкурентоспособная плотность энергии (444,7 Вт·ч·кг·9). 0009 -1 при удельной мощности 8,4 кВт кг ^-1 ). Таким образом, эта работа представляет собой простую стратегию межфазной инженерии с помощью фосфатирования для создания гетероструктурированных электродных материалов с богатыми интерфейсами для разработки высокопроизводительных устройств накопления энергии в будущем.

摘要

目前开发高倍率和稳定的水系锌离子电池电极材料仍然是一个挑战.本研究了一种磷化辅助界面工程策略, 将 Nico ₂ S ₄ 纳米片可转化为为 Nicop/Nico ₂ S ₄ 异质作为水系锌电池电极电极电极电极电极具有丰富界面的多组分异质结构不仅提高了电极材料的电导率, 且增强了锌离子的扩散路径.和预期结果一样, NiCoP/NiCo ₂ S ₄ 电极材料在 10 A G ⁻¹ 的电流密度下容量高达达达达达达 251,1 млн. H G ⁻¹, 且具有优异倍率性能能 (电流高达 50 A G 且优异.时, 其容量保持约为76%).此外, 以NiCoP/NiCo ₂ S ₄ 为正极组装的锌离子电池也展现了优异的比容量(在5 A g ⁻¹ 的电流密度下高达265.1mAh g

−1 ),长循环稳定性 (经过 5000 圈循环后量量保持率为 96,9%) 和能量密度密度 (在 8,4 кВт кг ⁻¹ 的密度下高达 444,7WH кг ⁻¹). 因此, 本为构建具有丰富界面的异质结电极材料了一种简单的磷化辅助界面策略策略, 为开发高性能件提供了理论基础.
Скачайте, чтобы прочитать полный текст статьи
Ссылки
Chen Y, Zhang W, Zhou D, et al. Co-Fe смешанные нанокубы фосфида металла с архитектурой с сильно взаимосвязанными порами в качестве эффективного полисульфидного медиатора для литий-серных батарей. АСУ Нано, 2019, 13: 4731–4741
Статья КАС Google ученый
Fang G, Zhou J, Pan A, и др. Последние достижения в области водных цинк-ионных аккумуляторов. ACS Energy Lett, 2018, 3: 2480–2501

Артикул КАС Google ученый
Шэнь Ю., Ли З., Цуй З., и др. Повышение активности межфазной реакции и кинетики молибдата кобальта путем фосфатирования водных цинк-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии и длительным сроком службы. J Mater Chem A, 2020, 8: 21044–21052
Статья КАС Google ученый
Лю Дж, Ван Дж, Ку З, и др. Аккумуляторная щелочная батарея на водной основе Co _x Ni _{2− x} S ₂ /TiO ₂ батарея. АСУ Нано, 2016, 10: 1007–1016
Статья КАС Google ученый
Тан Б., Шан Л., Лян С., и др. Проблемы и возможности, стоящие перед водными цинк-ионными батареями. Energy Environ Sci, 2019, 12: 3288–3304

Статья КАС Google ученый
Zhang K, Ye X, Shen Y, и др. Разработка интерфейса Co ₃ O ₄ Массивы нанопроволок со сверхтонкими нанопроволоками NiO для высокопроизводительных перезаряжаемых щелочных батарей. Далтон Транс, 2020, 49: 8582–8590
Статья КАС Google ученый
Хуан М. , Ли М., Ню С., и др. Последние достижения в разработке рациональных конструкций электродов для высокопроизводительных щелочных перезаряжаемых батарей. Adv Funct Mater, 2019, 29: 1807847
Артикул Google ученый
Чжан С.В., Инь Б.С., Луо Ю.З., и др. Изготовление и теоретическое исследование нанолистов сульфида кобальта для гибких водных батарей Zn/Co. Нано Энергия, 2020, 68: 104314

Статья КАС Google ученый
Лю Дж., Чен М., Чжан Л., и др. Гибкая щелочная перезаряжаемая Ni/Fe батарея на основе гибридной пленки графеновой пены/углеродных нанотрубок. Нано Летт, 2014, 14: 7180–7187
Артикул КАС Google ученый
Jiao Y, Hong W, Li P, и др. Микрочастицы Ni/NiO на основе металлоорганического каркаса с небольшими искажениями решетки для высокоэффективных электрокатализаторов и суперконденсаторов. Appl Catal B-Environ, 2019, 244: 732–739
Статья КАС Google ученый
Kim H, Jeong G, Kim YU, и др. Металлические аноды для аккумуляторных батарей следующего поколения. Chem Soc Rev, 2013, 42: 9011–9034
Артикул КАС Google ученый

Лю Ф., Чен З., Фан Г., и др. V ₂ O ₅ наносферы со смешанной валентностью ванадия в качестве высокоэлектрохимически активного водного катода цинк-ионного аккумулятора. Нано-Микро Летт, 2019, 11:25
Статья КАС Google ученый
Ху П., Ван Т., Чжао Дж., и др. Сверхбыстродействующая щелочная батарея Ni/Zn на основе Ni 9 с пенопластовым покрытием0165 3 S ₂ нанолисты. ACS Appl Mater Interfaces, 2015, 7: 26396–26399
Статья КАС Google ученый
Лю Дж. , Гуань С., Чжоу С., и др. Гибкая квазитвердотельная никель-цинковая батарея с высокой плотностью энергии и мощности на основе трехмерной конструкции электродов. Adv Mater, 2016, 28: 8732–8739
Статья КАС Google ученый
Цзэн Ю, Мэн Ю, Лай З, и др. Сверхстабильная и высокоэффективная гибкая никель-цинковая батарея в форме волокна на основе катода из гетероструктурированного нанолиста Ni-NiO. Adv Mater, 2017, 29: 1702698
Статья Google ученый
Тан Y, Li X, Lv H, и др. Стабилизированный Co ³⁺ /Co ⁴⁺ окислительно-восстановительная пара в in situ произведенный CoSe _{2− x} — производные оксиды кобальта для щелочных цинковых батарей со сроком службы 10 000 циклов и 1,9Плато напряжения -V. Adv Energy Mater, 2020, 10:2000892
Статья КАС Google ученый
Гонг М. , Ли Ю., Чжан Х., и др. Сверхбыстрая NiZn батарея большой емкости с ниалькослоистым двойным гидроксидом. Energy Environ Sci, 2014, 7: 2025–2032
Статья КАС Google ученый
Лу Ю, Ван Дж, Цзэн С, и др. Ультратонкий богатый дефектами Co ₃ O ₄ Нанолистовой катод для высокоэнергетических и долговечных водных цинк-ионных аккумуляторов. J Mater Chem A, 2019, 7: 21678–21683
Статья КАС Google ученый
Калдейра В., Руже Р., Фуржо Ф., и др. Контроль изменения формы и роста дендритов в цинковых отрицательных электродах для применения в батареях Zn/Ni. J Power Sources, 2017, 350: 109–116
Статья КАС Google ученый
Шэнь Ю., Чжан К., Ян Ф., и др. Богатые кислородными вакансиями легированные кобальтом NiMoO ₄ нанолистов для высокой плотности энергии и стабильного водного Ni-Zn аккумулятора. Sci China Mater, 2020, 63: 1205–1215
Статья КАС Google ученый
Сяо Дж., Ван Л., Ян С., и др. Дизайн иерархических электродов с высокой проводимостью NiCo ₂ S ₄ Массивы нанотрубок, выращенные на бумаге из углеродного волокна, для высокоэффективных псевдоконденсаторов. Нано Летт, 2014, 14: 831–838
Артикул КАС Google ученый
Шен Л., Ю Л., Ву Х.Б., и др. Формирование полых шарообразных полых сфер из сульфида никеля-кобальта с улучшенными электрохимическими псевдоемкостными свойствами. Нац коммуна, 2015, 6: 6694
Статья КАС Google ученый
Guan BY, Yu L, Wang X, et al. Образование луковичного NiCo ₂ S ₄ частиц посредством последовательного ионного обмена для гибридных суперконденсаторов. Adv Mater, 2017, 29: 1605051
Статья Google ученый
Zeng W, Zhang G, Wu X, и др. Создание иерархических массивов CoS nanowire@NiCo ₂ S ₄ нанолистов посредством одностадийного ионного обмена для высокоэффективных суперконденсаторов. J Mater Chem A, 2015, 3: 24033–24040
Статья КАС Google ученый
Анвер Х., Ли Х., Ким Х.Р., и др. Селективный перенос и разделение носителей заряда с помощью слоя переноса электронов в NiCo ₂ S ₄ /CdO@CC для превосходного расщепления воды. Appl Catal B-Environ, 2020, 265: 118564
Статья КАС Google ученый
Chen X, Chen D, Guo X, и др. Легкий рост гусениц NiCo ₂ S ₄ массивов нанокристаллов на пеноникелевой пене для высокоэффективных суперконденсаторов. Интерфейсы Appl Mater ACS, 2017, 9: 18774–18781
Артикул КАС Google ученый
Шэнь Ю., Чжан К., Чен Б., и др. Повышение электрохимических характеристик полых наносфер из сульфидов никеля и кобальта путем структурной модуляции для асимметричных суперконденсаторов. J Colloid Interface Sci, 2019, 557: 135–143
Статья КАС Google ученый
Хань С., Чжан Т., Ли Дж., и др. Включение гибких твердотельных Zn-батарей через с учетом дефицита серы в массивах биметаллических сульфидных нанотрубок. Нано Энергия, 2020, 77: 105165
Статья КАС Google ученый
Huang J, Xiong Y, Peng Z, и др. Общая стратегия электроосаждения для изготовления ультратонких нанолистов из фосфата никеля и кобальта со сверхвысокой производительностью и скоростью. АСУ Нано, 2020, 14: 14201–14211
Артикул КАС Google ученый
Лян Х., Ганди А.Н., Анджум Д.Х., и др. Плазменный синтез NiCoP для эффективного общего расщепления воды. Nano Lett, 2016, 16: 7718–7725
Статья КАС Google ученый
Нгуен Т.Т., Баламуруган Дж., Ким Н.Х., и др. Иерархические трехмерные массивы нанолистов Zn-Ni-P в качестве усовершенствованного электрода для высокопроизводительных полностью твердотельных асимметричных суперконденсаторов. J Mater Chem A, 2018, 6: 8669–8681
Артикул КАС Google ученый
Тянь Дж., Лю К., Асири А.М., и др. Самонесущие массивы нанопроволок из нанопористого фосфида кобальта: эффективный трехмерный катод, выделяющий водород, в широком диапазоне pH 0–14. J Am Chem Soc, 2014, 136: 7587–7590
Статья КАС Google ученый
Сонг В. , Ву Дж., Ван Г., и др. Ni 9 с богатой смешанной валентностью0165 x Co _{3− x} P _y пористые нанопроволоки, сваренные между собой, беспереходные трехмерные сетевые архитектуры для суперконденсаторов со сверхвысокой удельной плотностью энергии. Adv Funct Mater, 2018, 28: 1804620
Статья Google ученый
Zhang N, Li Y, Xu J, и др. Высокопроизводительные гибкие твердотельные асимметричные суперконденсаторы на основе биметаллических нанокристаллов фосфидов переходных металлов. АСУ Нано, 2019 г., 13: 10612–10621
Артикул КАС Google ученый
Li Y, Tan X, Tan H, и др. Создание гетероструктурированных катализаторов Ni ₂ P/NiTe ₂ с помощью паров фосфина для эффективного выделения водорода. Energy Environ Sci, 2020, 13: 1799–1807
Статья КАС Google ученый
Zeng Y, Lai Z, Han Y, и др. Кислородная вакансия и поверхностная модуляция ультратонких нанолистов никеля-кобальтита в качестве высокоэнергетического катода для современных Zn-ионных аккумуляторов. Adv Mater, 2018, 30: 1802396
Статья Google ученый
Chu W, Shi Z, Hou Y, и др. Трифункциональные материалы из легированного фосфором NiCo ₂ O ₄ Нанопроволочные материалы для асимметричного суперконденсатора, реакции выделения кислорода и реакции выделения водорода. ACS Appl Mater Interfaces, 2020, 12: 2763–2772
Артикул КАС Google ученый
Тан С., Чжу Б., Ши С., и др. Общее контролируемое сульфидирование для создания новых массивов пористых квадратных трубок FeCo ₂ S ₄ из нанолистов для высокопроизводительных асимметричных полностью твердотельных псевдоконденсаторов. Adv Energy Mater, 2017, 7: 1601985
Статья Google ученый
Ван Ю, Чен З, Лэй Т, и др. Полый NiCo ₂ S ₄ гибридизация наносфер с трехмерными иерархическими пористыми композитами rGO/Fe ₂ O ₃ для создания высокоэффективного накопителя энергии. Adv Energy Mater, 2018, 8: 1703453
Статья Google ученый
Гуань Б., Ли Ю., Инь Б., и др. Синтез иерархических микроцветов NiS для высокопроизводительного асимметричного суперконденсатора. Chem Eng J, 2017, 308: 1165–1173
Артикул КАС Google ученый
Ye C, Zhang L, Guo C, и др. Трехмерный гибрид химически связанных сульфида никеля и полых углеродных сфер для высокоэффективных литий-серных аккумуляторов. Adv Funct Mater, 2017, 27: 1702524
Статья Google ученый
Чен Х.К., Цзян С., Сюй Б., и др. Никель-кобальтовые фосфидно-фосфатные композиты, похожие на морских ежей, в качестве усовершенствованных аккумуляторных материалов для гибридных суперконденсаторов. J Mater Chem A, 2019, 7: 6241–6249
Статья КАС Google ученый
Ли С., Ян Н., Ляо Л., и др. Легирование нанопластин β-CoMoO ₄ фосфором для эффективной реакции выделения водорода в щелочной среде. ACS Appl Mater Interfaces, 2018, 10: 37038–37045
Статья КАС Google ученый
Чжоу Л., Чжан С., Чжэн Д., и др. Ni ₃ S ₂ Нанолисты @PANI ядро-оболочка в качестве прочного и высокоэнергетического катода без связующего вещества для перезаряжаемых никель-цинковых аккумуляторов на водной основе. J Mater Chem A, 2019, 7: 10629–10635
Статья КАС Google ученый
Чжан Х, Чжан Х, Ли Х, и др. Гибкая перезаряжаемая Ni//Zn батарея на основе самоподдерживающихся NiCo ₂ O ₄ нанолистов с высокой удельной мощностью и хорошей циклической стабильностью. Экология зеленой энергии, 2018, 3: 56–62
Артикул Google ученый
Jian Y, Wang D, Huang M, и др. Легкий синтез композитов Ni(OH) ₂ / углеродных нановолокон для увеличения срока службы никель-цинковых аккумуляторов. ACS Sustain Chem Eng, 2017, 5: 6827–6834
Статья КАС Google ученый
Ван X, Ван Ф, Ван Л, и др. Водный перезаряжаемый Zn//Co ₃ O ₄ Аккумулятор с высокой плотностью энергии и хорошим циклическим поведением. Adv Mater, 2016, 28: 4904–4911
Статья КАС Google ученый
He Y, Zhang P, Huang H, и др. Вакансии технической серы Ni ₃ S ₂ нанолистов в качестве бессвязующего катода для водной перезаряжаемой Ni-Zn батареи. АСУ Appl Energy Mater, 2020, 3: 3863–3875
Статья КАС Google ученый
Вэнь Дж. , Фэн З., Лю Х., и др. In-situ синтезировала массивы нанолистов Ni ₂ P в качестве катода для нового щелочного аккумулятора Ni//Zn. Appl Surf Sci, 2019, 485: 462–467
Статья КАС Google ученый
Lu Z, Wu X, Lei X, и др. Иерархические наномассивные материалы для усовершенствованных никель-цинковых аккумуляторов. Инорг хим фронт, 2015, 2: 184–187
Статья КАС Google ученый
Сюй С., Ляо Дж., Ян С., и др. Сверхбыстродействующая Ni/Zn-батарея большой емкости и долговечности, изготовленная из массива никелевых нанопроволок. Нано Энергия, 2016, 30: 900–908
Статья КАС Google ученый
Скачать ссылки
Благодарности
Эта работа была поддержана Национальным фондом естественных наук Китая (51602049 и 51708504) и Китайским фондом постдокторских наук (2017M610217 и 2018T110322).
Информация об авторе
Авторы и организации
Школа машиностроения и автомобилестроения Шанхайского университета инженерных наук, Шанхай, 201620, Китай
Фан Ян (杨方), Ze Cen (岑泽) и Цзе Ван (万杰)
Ключевая государственная лаборатория модификации химических волокон и полимерных материалов, Исследовательский центр анализа и измерений и Колледж материаловедения и инженерии, Университет Дунхуа, Шанхай, 201620, Китай
Юэньян Шэнь (沈越年), Цзюньцин Ху (胡俊青) и Кайбин Сюй (徐开兵)
Институт инноваций и применения, Национальный инженерно-исследовательский центр морской аквакультуры, Чжэцзянский океанологический университет, Чжоушань, 316022, Китай
Шицзе Ли (李世杰)
Химический факультет Линкольнского университета, Брейфорд Пул, Линкольн, LN6 7TS, Великобритания
Гуаньцзе Хэ (何冠杰)
Колледж наук о здоровье и экологии, Шэньчжэньский технологический университет, Шэньчжэнь, 518118, Китай
Цзюньцин Ху (胡俊青)
Авторы
Фан Ян (杨方)
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Юэньян Шэнь (沈越年)
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
Зе Цен (岑泽)
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Цзе Ван (万杰)
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Шицзе Ли (李世杰)
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
Гуаньцзе Хэ (何冠杰)
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Цзюньцин Ху (胡俊青)
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Scholar
Кайбинг Сюй (徐开兵)
Посмотреть публикации автора
Вы также можете искать этого автора в PubMed Google Академия
Вклады
Вклад авторов Ян Ф. и Шэнь И. провели эксперименты и написали статью; Cen Z и Wan J провели анализ характеристик и данных; Li S, He G, Hu J и Xu K предложили план эксперимента и написали статью. Все авторы участвовали в общем обсуждении.
Авторы переписки
Переписка с Шицзе Ли (李世杰) или Кайбинг Сюй (徐开兵).
Заявления об этике
Конфликт интересов Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов.
Дополнительная информация
Дополнительная информация Подтверждающие данные доступны в онлайн-версии документа.
Фан Ян получила степень доктора философии в Университете Дунхуа в 2015 году. В настоящее время она работает в Школе машиностроения и автомобилестроения Шанхайского университета инженерных наук. Ее исследования сосредоточены на рациональном проектировании и синтезе нанокомпозитных материалов для накопителей энергии.
Шицзе Ли в 2014 году получил степень доктора наук в области экологии в Университете Дунхуа.