Lượt xem: 0 Tác giả: Site Editor Thời gian xuất bản: 23-03-2023 Nguồn gốc: Địa điểm
Chuỗi pin lithium thương mại đã phát triển khá đầy đủ và chiếm tỷ trọng khá cao trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng điện hóa. Hướng phát triển của pin lithium-ion nói chung là nhằm tìm kiếm loại pin an toàn hơn, đáng tin cậy hơn và chi phí thấp hơn dựa trên các cải tiến hiện có cũng như dây chuyền công nghiệp. phát triển công nghệ.
Về việc sử dụng nguồn, hướng dẫn phát triển chủ yếu tập trung vào khai thác tài nguyên lithium cũng như đổi mới phục hồi. Để tăng cường làm giàu các ion lithium, điều này đòi hỏi một quy trình đơn giản hơn nữa và sự phát triển của việc phân tách vật liệu theo hướng hấp phụ hiệu suất cao hơn. Kỹ thuật hấp phụ trao đổi ion và tách lớp màng có ưu điểm.
Phương pháp hấp phụ: Thích hợp cho các hồ muối có nồng độ lithium thấp. Nó chủ yếu phụ thuộc vào các chất hấp phụ có khả năng hấp phụ nhất định đối với các ion lithium để đạt được sự phân tách các ion lithium. Chất hấp phụ gốc nhôm hiện nay đã tương đối hoàn thiện nhưng tiêu thụ rất nhiều nước. Hướng chuyển đổi công nghệ trong tương lai chủ yếu là Giảm tiêu thụ nước
Phương pháp tách lớp màng: Đây là một trong những quy trình tích cực nhất được ứng dụng trong công nghiệp hiện nay. Khi bị căng thẳng, chức năng phân tách cẩn thận của lớp màng được sử dụng để tách các thành phần khác nhau của chất lỏng cấp liệu. Cốt lõi là sự lựa chọn vật liệu màng. Vật liệu lớp màng để khai thác lithium từ hồ muối chủ yếu là màng hữu cơ và màng hữu cơ của Trung Quốc đang trong giai đoạn dần dần nhận biết các sản phẩm thay thế nhập khẩu.
Về vật liệu điện cực thuận lợi, việc tăng dần mật độ năng lượng là xu hướng tăng trưởng của điện cực thuận lợi lithium sắt photphat, có thể được thúc đẩy bằng cách bổ sung lithium và các kỹ thuật khác.
Việc bổ sung lithium, còn được gọi là tiền quang hóa, đưa vật liệu có hàm lượng lithium cao vào ngay hệ thống sản phẩm pin, đồng thời làm cho chất này giải phóng các ion lithium đúng cách, bù đắp lượng lithium hoạt động bị mất đi cũng như nâng cao độ dày công suất thực cũng như tuổi thọ chu kỳ của pin.
Quy trình bổ sung lithium điện cực dương đã được phát triển khá đầy đủ. Sau khi triển khai công nghệ bổ sung lithium, độ dày năng lượng của pin lithium iron phosphate dự kiến sẽ tăng khoảng 20%60. Hiện tại, các doanh nghiệp đã tiến hành sản xuất quy mô lớn và dự kiến công suất sản xuất sẽ được giải phóng trong 3-5 năm tới.
Liên quan đến vật liệu điện cực âm, xu hướng phát triển trong tương lai chủ yếu tập trung vào các sản phẩm composite cacbon-silic có khả năng riêng cao. Vật liệu silicon nguyên chất có xu hướng tăng thể tích trong quá trình thanh toán và giải phóng, nhưng vật liệu carbon có ưu điểm là thể tích thay đổi rất nhỏ. Do đó, hướng phát triển hiện nay của công nghiệp hóa là đưa vật liệu carbon vào silicon để tạo thành các điện cực bất lợi carbon silicon.
Quy trình này có thể nâng cao khả năng chi tiết của điện cực âm, đồng thời làm giảm sự thay đổi thể tích của silicon trong quá trình sạc cũng như phóng điện. Ngày nay, lượng silicon pha tạp trong cực dương silicon-carbon thương mại hầu hết được liệt kê dưới 10% và công suất cụ thể nằm trong khoảng 400-700mAh/g. Chuỗi thương mại hỗ trợ cực dương cacbon-silic đã dần hoàn thiện61 và dự kiến sẽ giải phóng công suất sản xuất trong 2-3 năm tới.
Liên quan đến màng ngăn, xu hướng phát triển chủ yếu tập trung vào quy trình chuẩn bị cũng như tốc độ phát triển đổi mới. Lithium sắt photphat có xu hướng hình thành từ màng ngăn quy trình khô đến màng ngăn quy trình ướt; Để nâng cao độ an toàn và bảo mật, việc hoàn thiện gốm trên màng ngăn theo quy trình ướt là một hướng dẫn công nghệ kỹ thuật bổ sung.
Về mặt chất điện giải, việc nâng cao độ an toàn cũng như độ ổn định của pin là hướng đi trong tương lai.
Về mặt chất điện phân lỏng, LiFSI có triển vọng ứng dụng tuyệt vời. LiFSI có thể được sử dụng làm muối lithium điện phân theo hai cách. Nó có thể được sử dụng làm chất phụ gia muối lithium cơ bản để phát triển muối lithium hỗn hợp LiPF6-LiFSI và muối lithium LiFSI tinh khiết cũng có thể thay thế LiPF6.
Hiện tại, LiFSI đã đạt được nội địa hóa và đang trong giai đoạn sản xuất hàng loạt nhỏ. Trong tương lai, nó chủ yếu sẽ giảm giá thông qua tự động hóa.
Pin thể rắn là pin lithium-ion sử dụng chất điện phân thể rắn. Về nguyên lý hoạt động, pin lithium thể rắn không khác gì pin lithium thông thường. Đối với hệ thống lưu trữ năng lượng, một trong những lợi ích đáng kể nhất của pin lithium thể rắn là tính an toàn. Chất điện phân thể rắn có ưu điểm là chống cháy cũng như dễ đóng gói và cũng có thể cải thiện độ dày nguồn của pin. Ngoài ra, chất điện phân rắn có độ bền cơ học cao, có thể ngăn chặn thành công sự xâm nhập của đuôi gai lithium vào pin kim loại lithium lỏng trong suốt quá trình đạp xe, giúp việc tạo ra pin kim loại lithium có mật độ năng lượng cao trở nên khả thi. Do đó, pin lithium thể rắn là hướng phát triển phù hợp cho pin lithium-ion.
Tuy nhiên, cần lưu ý rằng để đạt được sự đổi mới kỹ thuật về pin thể rắn, vẫn còn 2 khó khăn lớn trong khoa học vật liệu. Một là vấn đề về điện cực bất lợi của kim loại lithium, và hai là sự cố của chất điện phân ở trạng thái rắn và cả giao diện người dùng dương-âm.
Do bản thân chất điện ly mạnh lớn hơn chất điện phân cũng như chất phân tách nên hệ điện cực dương không thay đổi. Vì lý do đó, để đạt được mục tiêu vượt qua mật độ năng lượng khối lượng, chỉ bằng cách sử dụng điện cực không thuận lợi bằng kim loại lithium, có thể lưu trữ mật độ lithium gấp khoảng 10 lần so với than chì62.
Đối với pin lithium thể rắn có thép lithium làm điện cực âm, cần tính đến sự phát triển của đuôi gai lithium trong pin. Sự phát triển dendrite trong chất điện phân rắn phức tạp và đa dạng hơn so với trong chất điện phân lỏng, kết hợp nhiều đặc tính vật lý và hóa học dân cư hoặc thương mại khác nhau. cài đặt, thiết bị chính xác vẫn không thể đoán trước được.
Thứ hai là sự hư hỏng của bề mặt tiếp xúc giữa chất điện phân rắn và các điện cực thuận lợi và bất lợi. Sự tiếp xúc kém giữa chất điện phân không tự nhiên và kim loại lithium trong chất điện phân mạnh sẽ dẫn đến điện trở bề mặt cao và dòng điện lưu thông không đều, trong khi khả năng của chất điện phân polymer để duy trì các đặc tính vật lý và hóa học ổn định tại bề mặt ở nhiệt độ khu vực là không đủ.
Cả hai đều ảnh hưởng đến tuổi thọ dài của pin lithium thể rắn bằng cách ảnh hưởng đến độ ổn định của giao diện điện phân. Hoạt động nghiên cứu và phát triển pin thể rắn đã có lịch sử 40 năm. Cùng với những vấn đề kỹ thuật chưa tái phát, khả năng tương thích của dây chuyền công nghiệp với pin lithium-ion hiện có là rất nhỏ. Do đó, mặc dù pin lithium thép thể rắn là dạng pin lithium lý tưởng, nhưng để đạt được sản lượng lớn, cần phải dành nhiều thời gian hơn để giải quyết các nút thắt công nghệ và hỗ trợ xây dựng chuỗi thương mại.
