Введение в технологию удвоения плотности энергии литиевых батарей Hitachi

Согласно отчету Nikkei Manufacturing Report, Hitachi Manufacturing Co., Ltd. недавно разработала технологию, которая может более чем вдвое увеличить удельную энергию литий-ионных вторичных батарей (LIB). Благодаря удвоенной толщине положительного электрода аккумуляторная батарея класса 30 Ач достигла плотности энергии 335 Втч / кг. Ожидается, что эта технология удвоит диапазон, в котором чистые электромобили (электромобили) могут быть заряжены один раз.

В сообщении говорится, что разработка положительных полюсов с использованием никелевых материалов и отрицательных полюсов с использованием кремниевых (Si) материалов LIB. Содержание литий-иона увеличивается путем нажатия на положительный электрод для достижения высокой плотности энергии. Однако только обработка прессованной пленкой может привести к неравномерному распределению активных веществ, что приведет к недостаточному перемещению ионов лития. Поэтому Hitachi использовала сканирующий электронный микроскоп для наблюдения за секцией электрода и визуализировала трехмерную структуру электрода на основе наблюдаемой информации, тем самым разработав технологию формования мембран, которая может равномерно распределять активные вещества, клеи и пустоты. Кроме того, чтобы подавить разложение, вызванное электролитом во время обработки под высоким напряжением, оксидная пленка также используется для покрытия частиц материала положительного электрода, чтобы продлить срок его службы.

Чтобы использовать кремниевые материалы в отрицательном электроде, Hitachi разработала новый высокопрочный клей для получения прочной комбинации частиц, образующих проводящие пленки из кремниевых материалов. Таким образом, ожидается, что в качестве материала отрицательного электрода LIB кремниевые материалы будут иметь такой же срок службы, как и обычные углеродные материалы. Хотя кремниевые материалы обладают значительной адсорбцией ионов лития, это также создает проблемы большого объемного расширения и легкого отделения материала от отрицательного электрода.

Благодаря вышеуказанным средствам удельная мощность аккумуляторного блока Hitachi достигла 335 Втч / кг, что в 2,6 раза больше, чем у предыдущих продуктов компании, а удельная мощность на выходе достигла 1600 Вт / кг. Рассчитанный с учетом веса батареи 150 кг и потребляемой мощности 114 Втч / км, этот новый тип батареи может удвоить запас хода электромобиля по сравнению с предыдущими продуктами.

В настоящее время проблема такого типа аккумуляторов заключается в продолжительности цикла зарядки и разрядки. Текущий срок службы составляет до 50 циклов, что соответствует сроку службы LIB с отрицательным электродом из углеродного материала. Однако для оснащения электромобилем срок службы должен составлять 3000 циклов. В будущем Hitachi продолжит способствовать развитию технологий для увеличения срока службы, повышения стабильности и безопасности. Цель - реализовать эту технологию к 2020 году.

Страница содержит содержимое машинного перевода.