2.3 Trend vývoja technológie lítium-iónových batérií

Nov 20, 2020 Zanechajte správu


https://www.jonyautoparts.com/hybrid-battery/

Lítium-iónová batéria sa skladá hlavne zo štyroch častí: kladný elektródový materiál, záporný elektródový materiál, elektrolyt abatériaoddeľovač

Katódové materiály, ktoré sa v súčasnosti používajú a vyvíjajú pre lítiové batérie, zahŕňajú hlavne oxid kobaltnatý lítny, oxid kobaltnatý lítny, nikel-mangán-kobalt-ternárne materiály, lítium-mangánový oxid typu spinel a fosforečnan lítno-železitý typu olivínu. Podľa klasifikácie katódových materiálov existujú tri hlavné spôsoby vývoja lítium-iónových batérií: modifikovaný manganistan lítny, ternárne materiály a fosforečnan lítno-železitý. V súčasnosti je oxid lítny kobalt stále hlavnou silou v oblasti malých katódových materiálov pre lítiové batérie, ktoré sa používajú hlavne v tradičných poliach 3C (počítač, komunikácia a elektronická elektronika pre spotrebiteľov); ternárne materiály a oxid lítium-mangánatý sa používajú hlavne v elektrickom náradí, elektrických bicykloch a elektrických vozidlách. V Japonsku a Južnej Kórei je jej technológia napájacej batérie pomerne vyspelá; fosforečnan lítny a železitý sa používa hlavne v domácej energetikebatériapole a používa sa tiež v úložiskách energie základňových staníc a dátových centier, skladovaní energie v domácnostiach, skladovaní veternej fotovoltaickej energie a ďalších poliach

Vývoj technológie výrobkov z lítiových batérií ukáže nasledujúce trendy

(1) Oxid lítny a kobaltu sa postupne nahradia ternárnymi materiálmi. Ternárne materiály kombinujú výhody oxidu lítneho kobaltu, lítia niklu a lítia manganičitanu a majú cenovú výhodu. Aj keď prvý model Roadster spoločnosti Tesla&# 39 pri uvedení na trh používal 18650 lítium-kobaltnatých batérií, jeho druhý sériovo vyrábaný model, Model S, používal prispôsobené trojzložkové akumulátory Panasonic, konkrétne niklové kobaltové hliníkové trojzložkové katódové akumulátory. Vysoká cena lítium-kobaltnatých batérií je v porovnaní s týmito dvoma modelmi pred a po Tesle veľmi zrejmá. Model S používa viac ako 8 000 batérií, čo je o viac ako 1 000 viac ako Roadster, ale náklady klesli o 30%. V súčasnosti sa v zahraničí široko používajú ternárne materiály NCM pre vysoko výkonné lítiové batérie, čínske spoločnosti však zatiaľ hromadne nevyrábajú výrobky.

(2) Podiel manganistanu lítneho sa zvýši. V porovnaní s katódovými materiálmi oxidu lítneho a kobaltu má oxid lítny a mangán výhody bohatých surovín, nízkej ceny a netoxicity. Nevýhodou vrstveného lítium-mangánového oxidu LiMnO₂ používaného ako pozitívny elektródový materiál pre lítium-iónové batérie je, že aj keď je jeho kapacita vysoká, je nestabilný pri vysokých teplotách a je možné ho počas nabíjania a vybíjania ľahko transformovať na štruktúru spinelu. pri nadmernom rozpade kapacity. Aplikácia materiálov na báze manganistanu lítneho sa sústreďuje na trh so spotrebiteľskými batériami a výkonové batérie sú hlavne elektrické bicyklové batérie.

(3) Fosforečnan lítno-železitý má stále veľa priestoru na technologické vylepšenie. Nízkoteplotný výkon a rýchlosť výboja katódových materiálov fosforečnanu lítneho a železa môže dosiahnuť úroveň oxidu lítneho a kobaltu a je to tiež sľubná sila.batériamateriál v súčasnosti. Avšak kvôli technickým prekážkam sú konzistencia a hustota jednotkovej energie batérií fosforečnanu lítno-železného nízka. V Číne existujú relatívne vyspelé systémy na skladovanie energie lítium-železnatého fosforečnanu, ale súčasný priemyselný vývoj materiálov na báze fosforečnanu lítno-železitého v Číne je stále nižší ako úroveň rozvinutých krajín.

V oblasti materiálového katódového energetického priemyslu prijímajú energetické energetické spoločnosti v Číne, Japonsku, Južnej Kórei a USA rôzne materiálové systémy; Čínske spoločnosti používajú hlavne fosforečnan lítny a japonské a kórejské spoločnosti hlavne lítium-mangánový oxid a ternárne materiály. Predpokladá sa, že v roku 2015 stúpne podiel ternárnych materiálov v katódových materiáloch na 35%, podiel manganičnanu lítneho na 30% a podiel oxidu lítneho a kobaltu na 25%.

https://www.jonyautoparts.com/hybrid-battery/