Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2023-03-23 Origine : Site
La chaîne commerciale des batteries au lithium est assez développée et occupe une proportion assez élevée dans le domaine du stockage d'énergie électrochimique. Les instructions de développement des batteries lithium-ion consistent généralement à rechercher des batteries plus sûres, plus fiables et moins coûteuses, basées sur les innovations et les chaînes industrielles existantes. développement technologique.
En termes d'utilisation des sources, les instructions de développement se concentrent principalement sur l'exploitation minière des ressources en lithium ainsi que sur l'innovation en matière de récupération. Afin d’améliorer l’enrichissement en ions lithium, cela nécessite un processus encore plus simplifié et l’augmentation de la division des matériaux dans le sens d’une adsorption plus performante. Les techniques d’adsorption par échange d’ions et de séparation des couches membranaires présentent des avantages.
Méthode d'adsorption : Elle convient aux lacs salés à faible concentration de lithium. Cela dépend principalement d’adsorbants ayant une certaine capacité d’adsorption des ions lithium pour parvenir à la division des ions lithium. Les adsorbants à base d’aluminium sont actuellement relativement matures, mais consomment beaucoup d’eau. L’orientation de la transformation technologique future est principalement de réduire la consommation d’eau.
Méthode de division de la couche membranaire : c’est aujourd’hui l’une des procédures les plus actives pour les applications industrielles. En cas de contrainte, la fonction de séparation minutieuse de la couche membranaire est utilisée pour séparer différents éléments du fluide d'alimentation. Le cœur est le choix des matériaux de membrane. Les matériaux des couches membranaires pour l'extraction du lithium des lacs salés sont pour la plupart des membranes organiques, et les membranes organiques chinoises sont en train de reconnaître progressivement une alternative à l'importation.
En termes de matériaux d'électrode favorables, l'augmentation lente de la densité énergétique est la tendance à la croissance des électrodes favorables au lithium fer phosphate, qui peut être favorisée par des suppléments de lithium et également d'autres techniques.
La supplémentation en lithium, également appelée pré-lithiation, introduit un matériau à haute teneur en lithium directement dans le système de produit de la batterie, et permet à la substance de libérer correctement les ions lithium, de compenser la perte de lithium actif et d'améliorer l'épaisseur de puissance réelle ainsi que la durée de vie de la batterie.
La procédure de supplémentation en lithium par électrode positive est presque pleinement développée. Après la mise en œuvre de la technologie des suppléments de lithium, la puissance des batteries au lithium fer phosphate devrait augmenter d'environ 20 % 60. Actuellement, les entreprises ont exécuté une production à grande échelle et il est prévu que la capacité de production soit libérée dans les 3 à 5 prochaines années.
En ce qui concerne les matériaux d’électrodes négatives, les futurs progrès se concentrent principalement sur les produits composites carbone-silicium dotés d’une capacité spécifique élevée. Les matériaux en silicium pur sont sujets à un développement de volume pendant la facturation ainsi que lors de la libération, mais les matériaux en carbone présentent l'avantage de faibles changements de volume. En conséquence, l’orientation actuelle du développement de l’industrialisation consiste à introduire des matériaux carbonés directement dans le silicium pour former des électrodes négatives en silicium-carbone.
Cette procédure peut améliorer la capacité de détail de l'électrode négative et en même temps réduire le changement de volume du silicium tout au long de la charge et de la décharge. Aujourd'hui, la quantité de silicium dopé dans les anodes silicium-carbone commerciales est généralement inférieure à 10 %, et la capacité particulière se situe entre 400 et 700 mAh/g. La chaîne commerciale de soutien des anodes en carbone-silicium a progressivement mûri61 et devrait libérer des capacités de fabrication au cours des 2-3 prochaines années.
En ce qui concerne les diaphragmes, la mode du développement se concentre principalement sur la procédure de préparation ainsi que sur la croissance de l'innovation. Le phosphate de fer et de lithium a tendance à s'établir à partir des diaphragmes de procédé sec vers les diaphragmes de procédé humide ; Afin d'améliorer la sûreté et la sécurité, la finition céramique des diaphragmes par voie humide constitue une autre instruction technique technique.
En termes d’électrolytes, l’amélioration de la sécurité ainsi que de la stabilité des batteries est l’orientation future.
En termes d’électrolyte fluide, LiFSI présente d’excellentes perspectives d’application. Le LiFSI peut être utilisé comme sel de lithium électrolytique de deux manières. Il peut être utilisé comme additif de sel de lithium basique pour développer un sel de lithium mélangé LiPF6-LiFSI, et le sel de lithium LiFSI pur peut également remplacer LiPF6.
À l’heure actuelle, LiFSI a atteint la localisation et est actuellement au stade de la production de petits lots. À l’avenir, les prix diminueront principalement grâce à l’automatisation.
Les batteries à semi-conducteurs font référence aux batteries lithium-ion utilisant des électrolytes à semi-conducteurs. En termes de principe de fonctionnement, les batteries au lithium à semi-conducteurs ne diffèrent pas des batteries au lithium classiques. Pour les systèmes de stockage d’énergie, l’un des avantages les plus considérables des batteries au lithium à semi-conducteurs est la sécurité. Les électrolytes à l'état solide présentent les avantages d'être ignifuges et faciles à emballer, et peuvent en outre améliorer l'épaisseur de puissance des batteries. De plus, l'électrolyte solide a une endurance mécanique élevée, ce qui peut empêcher avec succès la pénétration des dendrites de lithium dans les batteries au lithium métal fluides tout au long du vélo, ce qui rend possible la création de batteries au lithium métal à haute densité énergétique. Par conséquent, les batteries au lithium entièrement solides constituent une direction de développement appropriée pour les batteries lithium-ion.
Néanmoins, il convient de noter que pour parvenir à une innovation technique dans le domaine des batteries à semi-conducteurs, il reste encore deux difficultés majeures en science des matériaux. L’un est le problème de l’électrode défavorable au lithium métallique, et l’autre est la défaillance de l’électrolyte solide ainsi que de l’interface utilisateur positive-négative.
Étant donné que l'électrolyte fort lui-même est plus gros que l'électrolyte ainsi que le séparateur, le système d'électrodes positives n'a pas changé. Pour cette raison, pour dépasser la densité d’énergie massique, il suffit d’utiliser une électrode défavorable au lithium métallique, qui peut stocker une densité de lithium environ 10 fois supérieure à celle du graphite62.
Pour les batteries au lithium entièrement solides avec de l'acier au lithium comme électrode négative, il est nécessaire de prendre en compte la croissance des dendrites de lithium dans la batterie. La croissance des dendrites dans les électrolytes solides est plus complexe et variée que dans les électrolytes fluides, mélangeant diverses propriétés physiques et chimiques résidentielles ou commerciales. réglage, l’appareil précis est toujours imprévisible.
La seconde est la défaillance de l’interface entre l’électrolyte solide ainsi que les électrodes favorables et défavorables. Le mauvais contact entre l'électrolyte non naturel et le lithium métallique dans l'électrolyte fort entraînera une résistance interfaciale élevée et une circulation de courant inégale, tandis que la capacité de l'électrolyte polymère à préserver des propriétés résidentielles physiques et chimiques stables à l'interface au niveau de température ambiante est insuffisante.
Les deux affectent la longue durée de vie des batteries au lithium entièrement solides en affectant la stabilité de l’interface électrolytique. La R&D sur les batteries à semi-conducteurs a connu 40 ans d'histoire. Outre ces problèmes techniques qui ne sont pas encore réapparus, la compatibilité de la chaîne industrielle avec les batteries lithium-ion existantes est très faible. Par conséquent, bien que les batteries au lithium-acier à semi-conducteurs soient la forme idéale de batteries au lithium, si pour réaliser une production à grande échelle, il est essentiel de consacrer plus de temps à surmonter les goulots d'étranglement technologiques et également à soutenir la construction de chaînes commerciales.
