Nowe materiały na baterie litowe z potencjałem na przyszłość
Materiały na baterie litowe odgrywają istotną rolę w procesie produkcji baterii litowych, zwłaszcza na pierwszym etapie produkcji. Na pierwszym etapie produkcji głównym etapem jest przetworzenie surowców na nabiegunniki. Podstawowe procesy obejmują mieszanie zawiesiny, powlekanie, walcowanie, cięcie wzdłużne i produkcję nabiegunników. Konieczne jest użyciemieszalnik próżniowyaby zmieszać dodatnie i ujemne materiały aktywne oraz rozpuszczalniki w celu wytworzenia zawiesiny, użyj maszyny do powlekania elektrodami, aby równomiernie pokryć zawiesinę metalową folią, a następnie wysusz ją, aby uzyskać nabiegunniki, użyj prasy walcowej do zagęszczenia pokrytych nabiegunników i użyj wycinarka elektrodowa do przycinania nabiegunników do wymaganego rozmiaru w celu dostosowania do różnych modeli akumulatorów.
Badania i rozwój nowych materiałów na baterie litowe są ważną siłą napędową rozwoju technologii akumulatorów. Oczekuje się, że rozwój i zastosowanie tych nowych materiałów będzie sprzyjać dalszej poprawie wydajności akumulatorów litowych i zaspokojeniu potrzeb nowych pojazdów napędzanych energią, systemów magazynowania energii i innych dziedzin w zakresie akumulatorów o dużej gęstości energii, wysokim bezpieczeństwie i długiej żywotności. Poniżej przedstawiono kilka nowych materiałów na baterie litowe, które mają potencjał w przyszłości.
1. Materiał elektrody ujemnej z kompozytu krzemowo-węglowego
Duży ekran i zróżnicowane funkcje terminali cyfrowych stawiają nowe wymagania dotyczące żywotności baterii. Obecna pojemność gramowa materiałów na baterie litowe jest niska i nie może zaspokoić rosnącego zapotrzebowania na baterie w terminalach. Jako rodzaj przyszłego materiału elektrody ujemnej, teoretyczna pojemność gramowa materiałów kompozytowych krzemowo-węglowych wynosi około 4200 mAh/g lub więcej, czyli ponad 10 razy więcej niż 372 mAh/g grafitowych elektrod ujemnych. Materiał ten może znacznie zwiększyć pojemność akumulatora, ale wiąże się również z problemem proszkowania materiału i utraty pojemności spowodowanej zwiększaniem objętości. Obecnie problemy te rozwiązuje się za pomocą nano-zaklejania proszku krzemowego, powlekania krzemowo-węglowego i domieszkowania.
2. Tytanian litu
Bateria tytanianu litu to bateria litowo-jonowa z tytanianem litu jako materiałem elektrody dodatniej i materiałem węglowym jako materiałem elektrody ujemnej. W porównaniu z tradycyjnymi akumulatorami litowo-jonowymi, akumulatory litowo-tytanowe mają tę zaletę, że zapewniają większe bezpieczeństwo, dłuższą żywotność i większą prędkość ładowania. Materiał elektrody dodatniej, tytanian litu, ma wyższą stabilność chemiczną i stabilność termiczną, co może poprawić bezpieczeństwo akumulatora. Materiał elektrody ujemnej akumulatora tytanianu litu wykorzystuje materiały węglowe, takie jak grafit naturalny, grafit sztuczny, włókno węglowe itp., które mają wyższą pojemność właściwą i dłuższą żywotność.
3. Grafen
Grafen ma doskonałe właściwości elektrochemiczne, dużą powierzchnię właściwą oraz przewodność elektronową i jonową. Można go nakładać na materiały kompozytowe z grafenową elektrodą ujemną do akumulatorów mocy, środki przewodzące elektrodę dodatnią do akumulatorów litowych i folię aluminiową pokrytą funkcyjną grafenem itp., co znacznie zmniejsza wagę akumulatora, a tym samym obniża jakość całego pojazdu, wydłuża żywotność baterii oraz znacznie poprawia zasięg i prędkość ładowania pojazdów elektrycznych. Grafen stosowany bezpośrednio jako materiał elektrody ujemnej ma zalety w postaci dużej pojemności właściwej oraz dużej prędkości ładowania i rozładowywania.
4. Materiały trójskładnikowych elektrod dodatnich o wysokiej zawartości niklu
Trójskładnikowe materiały o wysokiej zawartości niklu (takie jak NCM811) przyciągają uwagę ze względu na wysoką gęstość energii, ale stoją także przed wyzwaniami w zakresie bezpieczeństwa i stabilności. Naukowcy poprawili ich wydajność i bezpieczeństwo poprzez powlekanie powierzchni, domieszkowanie i optymalizację strukturalną.
5. Materiały elektrod dodatnich na bazie litu i manganu
Materiały na bazie manganu bogate w lit przyciągają wiele uwagi ze względu na dużą pojemność gramową i platformę wysokiego napięcia i oczekuje się, że przebiją pułap gęstości energii trójskładnikowych materiałów o wysokiej zawartości niklu. Materiał ten może znacznie poprawić gęstość energii akumulatorów litowych, ale ma również problemy, takie jak niska przewodność elektronowa i powolna dyfuzja jonów litu. Potencjalnym rozwiązaniem jest jego ulepszenie poprzez powlekanie powierzchni i nanowymiarowanie.
6. Całkowicie półprzewodnikowa bateria litowa
Całkowicie półprzewodnikowa bateria litowa wykorzystuje elektrolit stały w celu zastąpienia tradycyjnego elektrolitu ciekłego, który zapewnia większe bezpieczeństwo i gęstość energii. Ten nowy materiał charakteryzuje się zarówno wysoką przewodnością jonową, jak i wysoką przewodnością elektroniczną, która jest ponad 1,000 razy wyższa niż w przypadku tradycyjnych materiałów akumulatorowych, co znacznie poprawia ogólną wydajność akumulatora.
7. Organiczne materiały elektrodowe
Organiczne materiały elektrodowe przyciągają uwagę ze względu na swoje zalety, takie jak odnawialność, ekologiczna ochrona środowiska, niski koszt i duża wydajność. Jednak ten typ materiału nadal napotyka trudności, takie jak wysoka rozpuszczalność w elektrolicie, słaba przewodność i mała gęstość. Jego właściwości materialne, mechanizm działania, związek struktura-aktywność itp. nadal wymagają głębokiego zrozumienia.
Acey New Energy to profesjonalny dostawca specjalizujący się wLitMaszyna do laboratorium baterii, Materiał baterii, Maszyna do montażu akumulatorów. Zapewniamy kompleksowe rozwiązanie dla linii montażowej cylindrycznych akumulatorów i sprzętu do produkcji akumulatorów litowo-jonowych. Jeśli jesteś zainteresowany, skontaktuj się z nami.
