Görüntüleme: 0 Yazar: Site Editörü Yayınlanma Zamanı: 2023-03-23 Kaynak: Alan
Lityum pillerin ticari zinciri oldukça gelişmiştir ve elektrokimyasal güç depolama alanı alanında oldukça yüksek bir orana sahiptir. Lityum-iyon pillerin geliştirme talimatları genellikle mevcut yeniliklere ve endüstriyel zincirlere dayalı olarak daha güvenli, daha güvenilir ve daha düşük maliyetli piller aramaktır. teknolojik gelişme.
Kaynak kullanımı açısından, geliştirme talimatları esas olarak lityum kaynak madenciliğine ve geri kazanım yeniliğine odaklanıyor. Lityum iyonlarının zenginleştirilmesini arttırmak için bu, ekstra basitleştirilmiş bir işlem ve malzemelerin daha yüksek performanslı adsorpsiyon yönünde büyütülmesini gerektirir. İyon değişimi adsorpsiyonu ve membran tabakası ayırma tekniklerinin avantajları vardır.
Adsorpsiyon yöntemi: Düşük lityum odaklı tuz gölleri için uygundur. Lityum iyonlarının parçalanmasını sağlamak çoğunlukla lityum iyonları için belirli adsorpsiyon kapasitesine sahip adsorbanlara bağlıdır. Alüminyum bazlı adsorbanlar şu anda nispeten olgunlaşmış olmasına rağmen çok fazla su tüketmektedir. Gelecekteki teknolojik dönüşümün yönü çoğunlukla su tüketimini azaltmak olacak
Membran tabakasını ayırma yöntemi: Günümüzde endüstriyel uygulamalarda en aktif prosedürlerden biridir. Gerilim durumunda, besleme sıvısının farklı elemanlarını ayırmak için membran tabakasının dikkatli bölme işlevinden yararlanılır. Çekirdek membran malzemelerinin seçimidir. Tuz göllerinden lityum ekstraksiyonu için membran tabakası malzemeleri çoğunlukla organik membranlardır ve Çin'in organik membranları, giderek ithalat alternatifini tanıma aşamasındadır.
Uygun elektrot malzemeleri açısından, enerji yoğunluğunun yavaş yavaş arttırılması, lityum demir fosfat avantajlı elektrotların büyüme eğilimidir ve bu, lityum takviyeleri ve diğer tekniklerle desteklenebilir.
Ön lityumlama olarak da adlandırılan lityum takviyesi, yüksek lityum web içeriğine sahip bir malzemeyi doğrudan pil ürün sistemine sokar, ayrıca maddenin lityum iyonlarını düzgün bir şekilde serbest bırakmasını sağlar, aktif lityum kaybını telafi etmenin yanı sıra pilin çevrim ömrünün yanı sıra gerçek güç kalınlığını da artırır.
Pozitif elektrot lityum takviyesi prosedürü oldukça gelişmiştir. Lityum takviyesi teknolojisinin hayata geçirilmesinin ardından, lityum demir fosfat pillerin güç kalınlığının yaklaşık %20 oranında artması bekleniyor. 60. Şu anda işletmeler büyük ölçekli üretim gerçekleştiriyor ve üretim kapasitesinin önümüzdeki 3-5 yıl içinde serbest bırakılması bekleniyor.
Negatif elektrot malzemeleriyle ilgili olarak, gelecekteki ilerleme modeli esas olarak yüksek spesifik kapasiteye sahip karbon-silikon kompozit ürünlere odaklanmaktadır. Saf silikon malzemeler faturalama ve salıverme sırasında hacim gelişimine eğilimlidir, ancak karbon malzemeler küçük hacim değişikliklerinin avantajlarına sahiptir. Sonuç olarak, sanayileşmenin mevcut büyüme yönü, silikon karbon olumsuz elektrotları oluşturmak için karbon malzemeleri doğrudan silikonun içine sunmaktır.
Bu prosedür, negatif elektrotun ayrıntı kapasitesini artırabilir ve aynı zamanda hem şarj hem de deşarj sırasında silikonun hacim değişimini azaltabilir. Günümüzde ticari silikon-karbon anotlarında katkılı silikon miktarı çoğunlukla %10'un altında listelenmektedir ve özel kapasitesi 400-700mAh/g arasındadır. Destekleyici ticari karbon-silikon anot zinciri yavaş yavaş olgunlaştı61 ve önümüzdeki 2-3 yıl içinde üretim kapasitesini serbest bırakması bekleniyor.
Diyaframlarla ilgili olarak, geliştirme modası temel olarak hazırlık prosedürüne ve inovasyon büyümesine odaklanıyor. Lityum demir fosfat, kuru işlem diyaframlarından ıslak işlem diyaframlarına doğru oluşma eğilimindedir; Güvenliği ve emniyeti arttırmak için ıslak proses diyaframlarda seramik kaplama, bir başka teknik teknoloji talimatıdır.
Elektrolitler açısından, pillerin güvenliğinin yanı sıra stabilitesinin de arttırılması gelecekteki yöndür.
Sıvı elektrolit açısından LiFSI mükemmel bir uygulama olanağına sahiptir. LiFSI, elektrolit lityum tuzu olarak iki şekilde kullanılabilir. LiPF6-LiFSI harmanlanmış lityum tuzunu geliştirmek için temel bir lityum tuzu katkı maddesi olarak kullanılabilir ve ayrıca saf LiFSI lityum tuzu, LiPF6'nın yerini alabilir.
Şu anda LiFSI yerelleşmeye ulaştı ve şu anda küçük seri üretim aşamasında. Gelecekte fiyatları çoğunlukla otomasyon yoluyla düşürecek.
Katı hal pilleri, katı hal elektrolitleri kullanan lityum iyon pilleri ifade eder. Çalışma prensibi açısından katı hal lityum pillerin tipik lityum pillerden hiçbir farkı yoktur. Güç depolama sistemleri için katı hal lityum pillerin en önemli faydalarından biri güvenliktir. Katı hal elektrolitleri, kolay paketlenmenin yanı sıra yangın geciktirici avantajlara sahiptir ve ayrıca pillerin güç kalınlığını da artırabilir. Ek olarak katı elektrolit, bisiklet sürüşü sırasında lityum dendritlerin sıvı lityum metal pillere nüfuz etmesini başarıyla önleyebilen yüksek mekanik dayanıklılığa sahiptir ve bu da yüksek enerji yoğunluğuna sahip lityum metal piller oluşturmayı mümkün kılar. Sonuç olarak, tamamen katı hal lityum piller, lityum iyon piller için uygun bir gelişme yönüdür.
Bununla birlikte katı hal pillerde teknik bir yeniliğe ulaşmak için malzeme biliminde hala 2 büyük zorluğun bulunduğunu belirtmek gerekir. Biri lityum metal ters elektrot sorunu, diğeri ise katı hal elektroliti ve ayrıca pozitif-negatif kullanıcı arayüzünün arızasıdır.
Güçlü elektrolitin kendisi elektrolitten ve ayırıcıdan daha büyük olduğundan pozitif elektrot sistemi değişmemiştir. Bu nedenle, kütle enerji yoğunluğunun aşılması için, sadece grafitin 10 katı kadar lityum yoğunluğunu depolayabilen lityum metali uygun olmayan elektrot kullanılarak elde edilebilir62.
Negatif elektrot olarak lityum çeliğe sahip tamamen katı hal lityum piller için, pildeki lityum dendritlerin büyümesinin dikkate alınması gerekir. Katı elektrolitlerdeki dendrit büyümesi, çeşitli fiziksel ve kimyasal konut veya ticari özellikleri harmanlayarak sıvı elektrolitlere göre daha karmaşık ve çeşitlidir. ayar, kesin cihaz hala tahmin edilemez.
İkincisi, katı elektrolit ile hem olumlu hem de olumsuz elektrotlar arasındaki arayüzün bozulmasıdır. Zayıfların doğal olmayan elektrolit ile güçlü elektrolitteki lityum metali arasında temas etmesi, yüksek arayüz direncine ve eşit olmayan akım dolaşımına neden olurken, polimer elektrolitin yüzey sıcaklığı düzeyinde arayüzde sabit fiziksel ve kimyasal yerleşim özelliklerini koruma kapasitesi yetersizdir.
Bu ikisi, elektrolit arayüzünün stabilitesini etkileyerek tamamen katı hal lityum pillerin uzun çevrim ömrünü etkiler. Katı hal pillerinin Ar-Ge'si 40 yıllık bir geçmişe sahiptir. Henüz tekrarlanmayan teknik sorunların yanı sıra, endüstriyel zincirin mevcut lityum iyon pillerle uyumluluğu da çok azdır. Sonuç olarak, katı hal lityum çelik piller, lityum pillerin ideal formu olmasına rağmen, eğer büyük üretim gerçekleştirmek için, teknolojik darboğazları aşmak ve aynı zamanda ticari zincirlerin oluşumunu desteklemek için daha fazla zaman harcamak önemlidir.
