Budući trend napretka litij-ionskih baterija!

Komercijalni lanac litijevih baterija prilično je u potpunosti razvijen, kao i ima prilično visok udio u području prostora za pohranu elektrokemijske energije. Upute za razvoj litij-ionskih baterija općenito su traženje sigurnijih, izuzetno pouzdanih, kao i jeftinijih baterija na temelju postojećih inovacija kao i industrijskih lanaca. tehnološki razvoj.

Izvori litija

Što se tiče iskorištavanja izvora, upute za razvoj uglavnom su usmjerene na rudarenje resursa litija, kao i na inovacije rekuperacije. Kako bi se poboljšalo obogaćivanje litijevim ionima, to zahtijeva dodatno pojednostavljen proces i rast cijepanja materijala u smjeru veće učinkovitosti adsorpcije. Adsorpcija ionske izmjene i tehnike odvajanja membranskog sloja imaju prednosti.

Metoda adsorpcije: Prikladna za slana jezera s niskim fokusom litija. Uglavnom ovisi o adsorbentima s određenim adsorpcijskim kapacitetom za litijeve ione kako bi se postiglo cijepanje litijevih iona. Adsorbenti na bazi aluminija trenutno su relativno zreli, ali troše mnogo vode. Smjer buduće tehnološke transformacije uglavnom je smanjenje potrošnje vode

Metoda razdvajanja membranskog sloja: To je jedan od najaktivnijih postupaka za industrijsku primjenu danas. Uz stres, funkcija pažljivog razdvajanja membranskog sloja koristi se za odvajanje različitih elemenata dovodne tekućine. Srž je izbor materijala membrane. Materijali membranskog sloja za ekstrakciju litija iz slanih jezera uglavnom su organske membrane, a kineske organske membrane su u fazi postupnog prepoznavanja uvozne alternative.

Katodni proizvod

Što se tiče povoljnih materijala za elektrode, polagano povećanje gustoće energije trend je rasta povoljnih elektroda za litij željezo fosfat, što se može pospješiti dodacima litija i drugim tehnikama.

Dodavanje litija, koje se također naziva pre-litijacija, uvodi materijal s visokim sadržajem litijeve mreže izravno u sustav baterijskih proizvoda, kao i čini da tvar pravilno otpušta litijeve ione, nadoknađuje gubitak aktivnog litija, kao i povećava stvarnu debljinu snage kao i životni vijek baterije.

Postupak dodavanja litija pozitivnoj elektrodi prilično je razvijen. Nakon uvođenja tehnologije dodataka litiju, očekuje se da će se debljina snage litij-željezo-fosfatnih baterija povećati za oko 20% 60. Trenutačno su poduzeća izvršila proizvodnju velikih razmjera, a očekuje se da će proizvodni kapacitet biti oslobođen u sljedećih 3-5 godina.

Nepovoljni proizvod

Što se tiče materijala negativnih elektroda, budući obrazac napretka uglavnom je usmjeren na kompozitne proizvode ugljika i silicija s visokom specifičnom sposobnošću. Materijali od čistog silicija skloni su povećanju volumena tijekom naplate, kao i tijekom puštanja, ali karbonski materijali imaju prednosti malenih promjena volumena. Kao rezultat toga, sadašnji smjer rasta industrijalizacije je uvođenje ugljičnih materijala izravno u silicij kako bi se formirale silicijeve ugljične elektrode.

Ovaj postupak može poboljšati sposobnost detalja negativne elektrode, au isto vrijeme smanjiti promjenu volumena silicija tijekom punjenja, kao i tijekom pražnjenja. Danas je količina dopiranog silicija u poslovnim silicij-ugljičnim anodama uglavnom navedena ispod 10%, a određena sposobnost je između 400-700mAh/g. Podržavajući komercijalni lanac ugljično-silicijeve anode postupno je sazrio61 i očekuje se da će osloboditi proizvodne kapacitete u sljedeće 2-3 godine.

D dijafragma

Što se tiče dijafragmi, razvojni hir se uglavnom usredotočuje na postupak pripreme kao i na rast inovacija. Litij željezo fosfat ima tendenciju uspostavljanja od dijafragmi suhog postupka do membrana mokrog postupka; kako bi se povećala sigurnost i zaštita, keramička završna obrada dijafragmi mokrim postupkom daljnja je tehnička tehnološka uputa.

E elektrolit

Što se tiče elektrolita, budući smjer je poboljšanje sigurnosti i stabilnosti baterija.

Što se tiče tekućeg elektrolita, LiFSI ima izvrsne izglede za primjenu. LiFSI se može koristiti kao elektrolit litijeva sol na dva načina. Može se koristiti kao osnovni aditiv litijeve soli za razvoj LiPF6-LiFSI mješavine litijeve soli, a također čista LiFSI litijeva sol može zamijeniti LiPF6.

Trenutačno je LiFSI postigao lokalizaciju i trenutačno je u fazi proizvodnje malih serija. U budućnosti će najviše snižavati cijene putem automatizacije.

Solid-state baterije odnose se na litij-ionske baterije koje koriste čvrste elektrolite. U smislu principa rada, solid-state litijeve baterije ne razlikuju se od tipičnih litijevih baterija. Za sustave za pohranu energije, jedna od najznačajnijih prednosti litijskih baterija u čvrstom stanju je sigurnost. Elektroliti u čvrstom stanju imaju prednosti otpornosti na vatru, kao i lakog pakiranja, te mogu dodatno povećati snagu baterije. Osim toga, čvrsti elektrolit ima visoku mehaničku izdržljivost, što može uspješno spriječiti prodiranje litijevih dendrita u tekuće litij metalne baterije tijekom vožnje biciklom, što ga čini izvedivim za stvaranje litij metalnih baterija visoke gustoće energije. Posljedično, litij-ionske baterije u potpunom stanju su prikladan smjer razvoja za litij-ionske baterije.

Unatoč tome, potrebno je napomenuti da kako bi se postigla tehnička inovacija u solid-state baterijama, još uvijek postoje 2 velike poteškoće u znanosti o materijalima. Jedan je problem litijeve metalne negativne elektrode, a drugi je kvar čvrstog elektrolita i pozitivno-negativnog korisničkog sučelja.

Budući da je sam jaki elektrolit veći od elektrolita kao i separatora, sustav pozitivne elektrode nije se promijenio. Iz tog razloga, kako bi se postiglo nadmašivanje gustoće masene energije, samo korištenjem metalne nepovoljne elektrode litija, koja može pohraniti gustoću litija otprilike 10 puta veću od grafita62.

Za potpuno krute litijeve baterije s litijevim čelikom kao negativnom elektrodom, potrebno je uzeti u obzir rast litijevih dendrita u bateriji. Rast dendrita u čvrstim elektrolitima složeniji je i raznolikiji nego u tekućim elektrolitima, miješajući različita fizička i kemijska stambena ili komercijalna svojstva. postavke, precizan uređaj je još uvijek nepredvidiv.

Drugi je kvar međusklopa između čvrstog elektrolita, kao i povoljnih i nepovoljnih elektroda. Loši kontakt s neprirodnim elektrolitom i također metalnim litijem u jakom elektrolitu rezultirat će visokim međufaznim otporom i također neravnomjernom cirkulacijom struje, dok je kapacitet polimernog elektrolita da očuva stabilna fizička i kemijska stambena svojstva na sučelju na razini temperature područja nedostatan.

Njih dvoje utječu na dug životni vijek potpuno čvrstih litijevih baterija utječući na stabilnost sučelja elektrolita. Istraživanje i razvoj solid-state baterija ima 40 godina povijesti. Uz one tehničke probleme koji se još nisu ponovili, kompatibilnost industrijskog lanca s postojećim litij-ionskim baterijama vrlo je mala. Slijedom toga, iako su litij-čelične baterije u čvrstom stanju idealan oblik litijevih baterija, ako je za postizanje velike proizvodnje bitno potrošiti više vremena na probijanje tehnoloških uskih grla i podržavanje izgradnje trgovačkih lanaca.