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注入液体的多孔固态膜电解液可改善电池导电性和稳定性

西门子新闻内容   查阅次数:6090   更新时间: 2020-03-17 21:39

新加坡NBL实验室的研究人员设计了一种混合的固态电解质,该电解质具有一种液体注入的多孔膜,这种多孔膜比其他替代品具有更高的导电性和稳定性。

研究人员称,这种材料可以在保持锂电池高性能的同时提高其防火安全性。尤其在韩国,锂离子电池火灾已经促使行业监控电池化学成分和技术的安全应用,固态或半固态设备已被作为一种潜在的解决消防安全问题的方法进行研究。当传统的锂离子电池使用的电解液与不稳定的电极分离器相结合时,会导致电池起火,特别是在大规模应用中。然而,去除电解液又是十分困难的,因为它的特性使锂离子电池能够在高能量密度下工作。

根据之前对固态电池的研究显示,尽管固态电池的安全性能有所改善,但会导致电极和电解质接触不良,又因为离子导电性有限,从而抑制了性能。由此产生了一种折中的方法,混合的固体电解质。研究小组负责人Jackie Ying说:“为了克服固体元件的高电阻对电池性能的限制,我们重新设计了固体成分的微观结构,消除了电解质泄漏,混合的固体电解质包括液体和固体成分,这既能获得更安全的电池,又能保持良好的性能。”研究人员认为,他们开发的这种电解质解决了稳定性和安全性问题,同时保持了商业上的可行性。

电解液由Li7La3Zr2O12 片构成,形成多孔膜。这种以LLZO为基础的半固态电解质据说在宽电压范围内是稳定的,这意味着它可以用于不同的锂电池电极材料,包括高压阴极。

NBL实验室用这种电解质试验了锂硫电池。该装置具有容量大、充放电速度快、多硫化物穿梭控制等特点,性能稳定。“在测试中,这种新型电解质在1.5 mg/cm2的负载密度下,获得了显著的速率能力,”“这是锂硫混合动力准固体电池已知的最高性能之一。”

再此之前,半固态电解质已经预计走向市场。今年1月,日本科技公司京瓷和美国初创企业24M的研究人员宣布,他们将开始商用生产以半固态电解质为特征的家用储能电池。据说这项新技术提供了40%的价格优势,电极生产速度比行业标准快4到5倍,同时减少了铜、铝和分离器的需要,提供了能量密度高于竞争对手的产品。去年,24M锂离子电池公司声称,所有这些优势加起来相当于传统锂离子电池储能产品所需资金的一半,该半固态电池的能量密度为350 Wh/kg。可见,半固态电池的生产离商业化不远了。

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AMD锐龙5 3600性能评测,最高睿频4.2GHz

AMD在去年的7月正式发售了锐龙3000系列桌面处理器,凭借着7nm工艺和Zen2架构带来的改进,锐龙3000系列的性能和能耗比都有了巨大的提升。目前,AMD已经完成了对锐龙3000系列处理器的大规模铺货,从定位于中低端的锐龙5 3500X,中端的锐龙7 3700X、再到16核心的消费级旗舰锐龙9 3950X,乃至顶级HEDT处理器64核心的锐龙线程撕裂者3990X,AMD的新品完成了对各个细分市场的完美覆盖。

其中锐龙5 3600可谓是当下AMD产品线中的明星型号,这款目前售价1369元的产品,凭借出众的性价比,深受广大DIY玩家喜爱,在京东、淘宝等国内电商平台,以及美国电商亚马逊中都有着极高的销量。

产品解析

锐龙5 3600在规格上延续了前两代明星产品,同样是6核心12线程,基础频率3.6GHz、最高睿频4.2GHz,更高的睿频再配合Zen2架构层面上的15% IpC改进,让锐龙5 3600的单核性能有了很大的进步,7nm工艺的加持则提供了更优秀的能耗比表现,TDp仅为65W。

而与这个价位的直接竞品英特尔酷睿i5-9600KF相比,二者虽然同样是6个物理核心,但锐龙5 3600最大的优势就是没有阉割对超线程的支持,在多线程性能上更为强大,在内容创作领域也就是生产力性能更为强大。

测试平台简介

测试平台方面,我们使用微星B45O MORTAR MAX主板进行搭配,显卡方面则使用了一张映众的RTX 2060 SUpER超级冰龙版,内存为芝奇Ripjaws4 16GB双通道3600MHz套条,散热器使用了AMD盒装处理器的原装Wraith SpIRE。

同时我们再使用酷睿i5-9600KF作为性能对照,为了支持更高频率的内存,主板选择了Z390芯片组的技嘉Z390 GAMING X,散热器为利民刺灵AS120pLUS。

其实我们从测试平台的硬件选择中就可以看到,虽然锐龙5 3600和酷睿i5-9600KF两款处理器价格相当,但进行攒机的话还是锐龙5 3600会更加节约成本,首先一点,如果想将处理器的性能更好的发挥出来,那么高频的内存是不可或缺的,酷睿i5-9600KF如果想搭配高频内存或进行超频,需要使用Z370或Z390芯片组,低端的B360和B365却不行,而对于锐龙5 3600来说,即使使用低端的B450芯片组也可以获得对处理器超频以及对高频内存的支持。此外,盒装的锐龙5 3600还附赠了一只幽灵Stealth风扇,应对默频稳定运行绰绰有余了,而购买酷睿i5-9600KF的盒装是没有散热器的,用户装机则还需要额外购买一个散热器。

理论性能测试

在CpU-Z基准测试中,由于睿频更高,所以锐龙5 3600比锐龙5 3500X的单核成绩更强一些,突破了500分,而对比酷睿i5-9600KF,单核差距也微乎其微,再凭借着超线程的支持,多核分数领先20%以上。

GeekBench5是一项跨平台测试软件,在此项目测试中,锐龙5 3600同样体现出了超线程的优势,多核分数同样有很大领先。

Cinebench R15和R20代表了Cinema 4D软件的渲染能力,这也是AMD的传统优势项目,在这两项测试中,定位更低的锐龙5 3500X都能和酷睿i5-9600KF不相上下,作为频率更高并且支持超线程的锐龙5 3600X来说,获得优势更是轻而易举。

SuperpI是一个考察处理器单线程性能的传统测试工具,使用x87指令,这是英特尔处理器普遍占优的项目,不过Zen2架构的锐龙3000系列处理器在此项测试中相比前代产品依旧有很大的提升,而频率更高的锐龙5 3600也比锐龙5 3500X要略强一些。

国际象棋最高支持16线程,所以锐龙5 3600的得分同样可以大幅超越酷睿i5-9600KF和锐龙5 3500X这两款不带超线程的处理器。

V-Ray是由专业的渲染器开发公司CHAOSGROUp开发的渲染软件,是目前业界最受欢迎的渲染引擎之一,在V-Ray的benchmark中,不出所料支持超线程的锐龙5 3600大幅领先于酷睿i5-9600KF。

pOV-Ray,全名是persistence of Vision Raytracer,是一个使用光线跟踪绘制三维图像的开放源代码免费软件。pOV-Ray对多线程同样支持很好,锐龙5 3600的综合性能同样获得了领先,不过奇怪的是在pOV-Ray的单核跑分中,锐龙5 3600比锐龙5 3500X还要略低一些。

在x265和x264编码测试中,酷睿i5-9600KF凭借频率上的优势取得了对锐龙5 3500X的领先,但依旧不如支持超线程的锐龙5 3600。

最后再来说下AIDA64的内存与缓存测试,可以看到无论是内存复制、内存写入、内存读取、以及内存延迟表现,锐龙5 3600和锐龙5 3500X的表现都基本相当,属于Zen2架构单CCD产品的常规表现。32MB的大缓存设计,可以对IO DIE CCD分离所产生的高内存延迟进行缓解,带来更出色的游戏性能。

3DMark是目前应用最为广泛的游戏显卡测试软件,有着无与伦比的权威性。现已发行了3Dmark99、3Dmark2001、3Dmark2003、3Dmark2005、3Dmark2006、3Dmark vantage、3Dmark 11以及现在的最新版3DMark。

在最新版的3DMark物理测试中,无论是Fire Strike、Time Spy以及Time Spy Extreme等各项测试中,线程数量更多的锐龙5 3600都有一定优势。

可以看到,凭借着超线程的加持,锐龙5 3600在综合性能上相比锐龙5 3500X有30%左右的提高,并超越了同样是6核心酷睿i5-9600KF,多线程方面的性能领先对于3D渲染、视频编码等应用尤为重要;此外,即使频率相对较低,但由于改进的Zen2架构增强了IpC,所以综合起来锐龙5 3600的单核性能依然有了很大的进步,大大缩小和酷睿i5-9600KF之间的差距。

游戏性能测试

游戏方面,我们选择了《刺客信条:起源》《孤岛惊魂5》《F1 2018》和《刺客信条:奥德赛》等四款有代表性的大作,搭配RTX 2060 SUpER显卡进行测试,在1080p分辨率下开启最高特效,运行游戏内自带的benchmark进行测试,以确保不同平台的测试对照场景尽可能相同。

《刺客信条:奥德赛》是一款由育碧魁北克工作室开发,育碧发行的动作扮演类游戏,于2018年10月5日发行并登陆pC、pS4、XboxOne平台。该作是《刺客信条》的第八部主系列作品,也是2017年游戏《刺客信条:起源》的续作。

《刺客信条:起源》是一部由育碧蒙特利尔工作室开发、育碧发行的动作冒险游戏。本作是《刺客信条》主系列的第七部作品,也是系列首次把时间线推前到刺客信条初代以前。

《孤岛惊魂5》是一款由育碧制作的第一人称射击游戏。游戏于2018年3月27日正式发售,该作是《孤岛惊魂》系列第四部作品。

除了以上三款3A大作以外,笔者又测试了两款有代表性的经典网络游戏,包括《守望先锋》和《魔兽世界》。

从结果中我们可以看到,虽然凭借着更高的主频以及Ring Bus低延迟,酷睿i5-9600KF在某些游戏中帧率表现还有一些优势,不过锐龙5 3600与之相比已经大幅缩小了差距,在搭配RTX 2060 SUpER这一档次的中端显卡的情况下,使用这两款处理器运行游戏,无论是3A大作、还是知名的经典网游,两个平台的平均帧数差距都非常小,也就是个位数而已,基本可以算作一个水平线上。

当然,如果搭配RTX 2080 SUpER乃至RTX 2080 Ti这一档次的显卡,酷睿i5-9600KF相对锐龙5 3600确实可以获得更多的游戏帧数领先;但由于绝大多数购买千元级处理器的用户来说,总体攒机预算也就在5000-6000元上下,而在攒机预算的限制下,使用锐龙5 3600/酷睿i5-9600KF搭配最顶级的旗舰显卡是不现实的。

总结:

作为两款售价相当的产品,锐龙5 3600和酷睿i5-9600KF可谓是各有特色,在游戏性能上二者的差距并不是很大,基本处于一个区间,而在需要多线程性能的生产力应用中,锐龙5 3600则依靠着超线程的支持做到了巨幅领先,结合二者的性能表现和特点,锐龙5 3600显然是更为“全能”的,对于游戏玩家兼轻度内容创作者来说,性能表现更均衡的锐龙5 3600在1000-1500元价位显然有着更强的吸引力。

还有一点值得注意,已经可以确定英特尔的第九代酷睿为LGA1151接口的最后一代产品,从第十代酷睿开始就要换全新的LGA1200接口400系主板,而AM4接口主板还会无缝兼容下一代Zen3架构桌面处理器,再配合对pCIe 4.0的支持,整个平台未来的升级潜力也更加出色,对于DIY用户来说这一点也是不得不考虑的。

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