2.3 Trend razvoja tehnologije litij-ionskih baterija

Nov 20, 2020 Ostavite poruku


https://www.jonyautoparts.com/hybrid-battery/

Litij-ionska baterija sastoji se uglavnom od četiri dijela: materijal pozitivne elektrode, materijal negativne elektrode, elektrolit ibaterijaseparator

Katodni materijali koji se trenutno koriste i razvijaju za litijeve baterije uglavnom uključuju litij-kobaltov oksid, litij-nikal-kobaltov oksid, nikal-mangan-kobaltni trostruki materijal, litij-mangan-oksid tipa špinel i litijev željezni fosfat tipa olivin. Prema klasifikaciji katodnih materijala, postoje tri glavna puta za razvoj litij-ionskih baterija: modificirani litijev manganat, trostruki materijali i litij-željezov fosfat. Trenutno je litij-kobaltov oksid i dalje glavna sila na polju malih katodnih litijevih baterija, uglavnom korištenih u tradicionalnim 3C (računalna, komunikacijska i potrošačka E-lektronička) polja; trostruki materijali i litij-manganov oksid uglavnom se koriste u električnim alatima, električnim biciklima i električnim vozilima. U Japanu i Južnoj Koreji njegova tehnologija kao akumulator relativno je zrela; litijev željezni fosfat uglavnom se koristi u domaćim pogonimabaterijapolje, a koristi se i u baznim stanicama i podatkovnom centru za pohranu energije, za pohranu energije u kući, za spremanje fotonaponske energije vjetra i drugim poljima

Razvoj tehnologije proizvoda s litijevim baterijama pokazat će sljedeće trendove

(1) Litij-kobaltov oksid postupno će se zamijeniti trostrukim materijalima. Ternarni materijali kombiniraju prednosti litij-kobalt-oksida, litij-nikal-oksida i litij-manganata i imaju prednost u cijeni. Iako je prvi model Tesla' Roadster koristio 18650 litij-kobalt-oksidnih baterija kad je lansiran, njegov drugi masovno proizvedeni model, Model S, koristio je Panasonic prilagođene termičke baterije, naime nikal-kobalt-aluminijske ternarne katodne baterije. Visoka cijena litij-kobalt-oksidnih baterija vrlo je očita u usporedbi dvaju modela prije i poslije Tesle. Model S koristi više od 8.000 baterija, što je više od 1.000 više od Roadstera, ali trošak je pao za 30%. Trenutno se NCM ternarni materijali za litijeve baterije visokih performansi široko koriste u inozemstvu, ali kineske tvrtke još nisu masovno proizvodile proizvode.

(2) Povećavat će se udio litijevog manganata. U usporedbi s katodnim materijalima litij kobalt oksida, litij mangan oksid ima prednosti obilnih sirovina, nisku cijenu i netoksičnost. Nedostatak slojevitog litij-mangan-oksida LiMnO₂ koji se koristi kao materijal pozitivne elektrode za litij-ionske baterije je taj što je, iako je kapacitet velik, nestabilan pri visokim temperaturama i lako se pretvara u strukturu spinela tijekom punjenja i pražnjenja, što rezultira u pretjeranom propadanju kapaciteta. Primjena litij-manganatnih materijala koncentrirana je na tržištu potrošačkih baterija, a akumulatori su uglavnom električne biciklističke baterije.

(3) Litij-željezov fosfat još uvijek ima puno prostora za tehnološka poboljšanja. Izvođenje i brzina ispuštanja litij-željezo-fosfatnih katodnih materijala mogu doseći razinu litij-kobalt-oksida, a to je također obećavajuća snagabaterijamaterijal trenutno. Međutim, zbog tehničkih uskih grla, konzistencija i jedinična gustoća energije litij-željezo-fosfatnih baterija su niske. U Kini postoje relativno zreli sustavi za pohranu energije iz litijevog željeznog fosfata, ali trenutni industrijski razvoj materijala iz litijevog željeznog fosfata u Kini je još uvijek niži od razine razvijenih zemalja.

Na polju industrije materijala s katodnim baterijama, tvrtke s baterijama iz Kine, Japana, Južne Koreje i Sjedinjenih Država usvajaju različite sustave materijala; Kineske tvrtke uglavnom koriste litij-željezov fosfat, a japanske i korejske tvrtke uglavnom litij-mangan-oksid i trostruke materijale. Predviđa se da će u 2015. udio trostrukih materijala u katodnim materijalima porasti na 35%, udio litijevog manganata porast na 30%, a udio litij-kobaltovog oksida na 25%.

https://www.jonyautoparts.com/hybrid-battery/