리튬 배터리의 상용 체인은 상당히 성장했으며 전기화학적 전력 저장 공간 분야에서도 상당히 높은 비율을 차지하고 있습니다. 리튬 이온 배터리의 개발 지침은 일반적으로 기존 혁신과 산업 체인을 기반으로 보다 안전하고 신뢰성이 높으며 저렴한 배터리를 찾는 것입니다. 기술 개발.
자원 활용 측면에서 개발 지침은 주로 리튬 자원 채굴 및 회수 혁신에 중점을 두고 있습니다. 리튬 이온의 농축을 강화하기 위해서는 더욱 단순화된 공정과 더 높은 성능의 흡착 방향으로 물질 분할의 성장이 필요합니다. 이온 교환 흡착 및 막층 분리 기술은 장점이 있습니다.
흡착 방식 : 리튬 농도가 낮은 염호에 적합합니다. 리튬 이온의 분리를 달성하기 위해 리튬 이온에 대한 특정 흡착 용량을 가진 흡착제에 주로 의존합니다. 알루미늄 기반 흡착제는 현재 비교적 성숙되었지만 많은 양의 물을 소비합니다. 미래 기술 변혁의 방향은 대부분 물 소비를 줄이는 것
막층 분할 방법: 이는 오늘날 산업용으로 적용되는 가장 활발한 절차 중 하나입니다. 응력이 가해지면 멤브레인 층의 세심한 분할 기능을 사용하여 공급 유체의 다양한 요소를 분리합니다. 핵심은 멤브레인 재료의 선택입니다. 염호에서 리튬을 추출하기 위한 분리막층 재료는 대부분 유기막이며, 중국의 유기막은 점차 수입 대안을 인정하는 단계에 있다.
유리한 전극 재료의 측면에서, 에너지 밀도를 천천히 높이는 것은 인산철리튬 유리한 전극의 성장 추세이며, 이는 리튬 보충제 및 기타 기술을 통해 촉진될 수 있습니다.
사전 리튬화라고도 하는 리튬 보충은 리튬 웹 함량이 높은 물질을 배터리 제품 시스템에 직접 도입할 뿐만 아니라 물질이 리튬 이온을 적절하게 방출하도록 만들고 활성 리튬의 손실을 보상할 뿐만 아니라 배터리의 실제 전력 두께와 수명을 향상시킵니다.
양극 리튬 보충 절차는 상당히 완전히 성장했습니다. 리튬 보충 기술이 시행된 후 인산철리튬 배터리의 출력 두께는 약 20% 증가할 것으로 예상됩니다. 현재 기업에서는 대규모 생산을 진행하고 있으며 향후 3~5년 내에 생산 능력이 출시될 것으로 예상됩니다.
음극재 분야에서는 향후 고도화 패턴이 주로 비성능이 높은 탄소-실리콘 복합제품에 집중되고 있다. 순수 실리콘 소재는 청구는 물론 출시 과정에서도 물량이 늘어나는 경향이 있지만, 탄소 소재는 물량 변화가 작은 장점이 있습니다. 결과적으로, 산업화를 위한 현재의 성장 방향은 탄소 재료를 실리콘에 직접 주입하여 실리콘 탄소 음극을 형성하는 것입니다.
이 절차를 통해 음극의 세부 성능을 향상시키는 동시에 충전 및 방전 전반에 걸쳐 실리콘의 부피 변화를 줄일 수 있습니다. 오늘날 기업용 실리콘-탄소 양극에 도핑된 실리콘의 양은 대부분 10% 미만이며, 특정 용량은 400~700mAh/g입니다. 탄소-실리콘 양극의 지원 상업 체인은 점차 성숙해졌으며61 향후 2~3년 내에 제조 용량을 출시할 것으로 예상됩니다.
다이어프램과 관련하여 개발 유행은 주로 준비 절차와 혁신 성장에 중점을 두고 있습니다. 인산철리튬은 건식 공정 다이어프램에서 습식 공정 다이어프램으로 확립되는 경향이 있습니다. 안전성과 보안을 강화하기 위해 습식 공정 다이어프램의 세라믹 마감 처리는 추가적인 기술 기술 지침입니다.
전해질의 경우 배터리의 안정성은 물론 안전성을 높이는 것이 향후 방향이다.
유체 전해질 측면에서 LiFSI는 탁월한 응용 전망을 가지고 있습니다. LiFSI는 두 가지 방식으로 전해질 리튬염으로 활용될 수 있습니다. LiPF6-LiFSI 혼합 리튬염을 개발하기 위한 기본 리튬염 첨가제로 활용할 수 있으며, 순수 LiFSI 리튬염도 LiPF6를 대체할 수 있습니다.
현재 LiFSI는 국산화를 완료하여 소량생산 단계에 있습니다. 앞으로는 대부분 자동화를 통해 가격을 인하할 예정이다.
전고체 배터리는 고체 전해질을 활용한 리튬이온 배터리를 말한다. 작동 원리 측면에서 고체 리튬 배터리는 일반적인 리튬 배터리와 다르지 않습니다. 전력저장 시스템에서 리튬전고체 배터리의 가장 큰 장점 중 하나는 안전성이다. 전고체 전해질은 난연성, 포장 용이성 등의 장점을 갖고 있으며, 추가적으로 배터리의 출력 두께를 향상시킬 수 있습니다. 또한 고체 전해질은 기계적 내구성이 높아 자전거를 타는 동안 액체 리튬 금속 배터리에 리튬 수지상 돌기가 침투하는 것을 성공적으로 방지할 수 있어 에너지 밀도가 높은 리튬 금속 배터리를 만드는 것이 가능합니다. 결과적으로 전고체 리튬전지는 리튬이온전지의 적합한 발전방향이다.
그럼에도 불구하고, 전고체전지의 기술혁신을 이루기 위해서는 재료과학 분야에서 여전히 2가지 큰 어려움이 있다는 점에 주목할 필요가 있다. 하나는 리튬금속 음극의 문제이고, 다른 하나는 고체전해질의 불량과 양극-음극 사용자 인터페이스의 문제이다.
강전해질 자체가 전해액이나 분리막보다 크기 때문에 양극 시스템은 변하지 않았다. 따라서 흑연의 10배에 달하는 리튬밀도를 저장할 수 있는 리튬금속 불리한 전극을 활용하는 것만으로 질량에너지밀도를 초월할 수 있다62.
리튬강을 음극으로 사용하는 전고체 리튬전지의 경우, 전지 내 리튬수상정의 성장을 고려할 필요가 있다. 고체 전해질의 수지상 결정 성장은 유체 전해질보다 더 복잡하고 다양하며, 다양한 물리적, 화학적 주거용 또는 상업용 특성을 혼합합니다. 설정을 하더라도 정확한 장치는 아직 예측할 수 없습니다.
두 번째는 고체 전해질과 유리한 전극과 불리한 전극 사이의 계면이 실패하는 것입니다. 천연 전해질이 아닌 강한 전해질과 리튬 금속 사이의 열악한 접촉은 높은 계면 저항과 불균일한 전류 순환을 초래하는 반면, 영역 온도 수준에서 계면에서 안정적인 물리적, 화학적 주거 특성을 유지하는 고분자 전해질의 용량은 불충분합니다.
두 가지 모두 전해질 계면의 안정성에 영향을 미쳐 전고체 리튬 배터리의 긴 사이클 수명에 영향을 미칩니다. 전고체전지 연구개발은 40년의 역사를 경험해왔습니다. 아직 재발되지 않은 기술적 문제와 함께 기존 리튬 이온 배터리와 산업 체인의 호환성은 매우 작습니다. 결과적으로 리튬 전고체 배터리는 리튬 배터리의 이상적인 형태이지만 대량 생산을 위해서는 기술적 병목 현상을 극복하고 상용 체인 구축을 지원하는 데 더 많은 시간을 투자하는 것이 필수적입니다.
