Как с помощью подробного анализа выбрать материал катода для литий-ионных аккумуляторов?

Литий-ионные батареи могут заряжаться вторично во время использования и относятся к вторичной перезаряжаемой батарее. Основной принцип работы - повторяющееся движение ионов лития между положительным и отрицательным полюсами независимо от формы батареи. Его основными компонентами являются электролиты, положительные пластины, отрицательные пластины и диафрагма. В настоящее время международное производство литий-ионных аккумуляторов в основном сосредоточено в Китае, Японии и Южной Корее. Основные рынки литий-ионных приложений - мобильные телефоны и компьютеры. С непрерывным развитием литий-ионных аккумуляторов область применения постепенно расширяется, и использование материалов с положительной полярностью изменилось с монолитных на диверсифицированные. К ним относятся: фосфат железа лития оливинового типа, слоистая кобальтовая кислота лития, марганцевая кислота шпинельного типа и т. Д. Для обеспечения сосуществования различных материалов.

Из развития технологий видно, что в будущем будут производиться новые типы позитивных материалов. К материалу положительного электрода силового элемента предъявляются строгие требования с точки зрения стоимости, характеристик безопасности, циркуляционной способности и плотности энергии. В области прикладных материалов, из-за высокой стоимости и низкой безопасности литий-кобальтовой кислоты, она обычно применима к обычным потребительским батареям в определенных приложениях, и ее трудно удовлетворить требованиям, предъявляемым к силовым батареям. Другие материалы, перечисленные выше, были полностью использованы в нынешних элементах питания.

Материал катода литий-ионной батареи

1, Литий-кобальтовая кислота в качестве материала положительного электрода использовалась раньше, и до сих пор является основным материалом для положительного электрода в бытовой электронике. По сравнению с другими положительными материалами, литий-кобальтовая кислота может быть замечена, что напряжение в процессе работы относительно высокое, работа напряжения относительно стабильна при зарядке или разрядке, и она может соответствовать требованиям высокого тока, имеет сильные циклические характеристики, и имеет высокую проводимость. Материалы, батареи и другие процессы относительно стабильны. Однако у него также есть много недостатков. Например, ресурсы ограничены, цены выше, кобальт токсичен, при использовании он сопряжен с определенными рисками и может оказывать неблагоприятное воздействие на окружающую среду. В частности, невозможно эффективно гарантировать его безопасность, что станет важным фактором, ограничивающим его широкое развитие. Среди проведенных на нем исследований катионы металлов, такие как Al 3 +, Mg 2+ и Ni 2+, являются наиболее широко легируемыми, и с постоянным развитием научных исследований в настоящее время используются легирующие формы катионов металлов, такие как Al 3+ и Mg2 + введены в эксплуатацию. При получении литий-кобальтовой кислоты в основном используются два метода, а именно твердофазный синтез и жидкофазный синтез. В промышленности обычно используется метод высокотемпературного твердофазного синтеза. В основном он использует соли лития, такие как Li2CO3 или LiOH, и соли кобальта, такие как CoCO3, для плавления в соотношении 1: 1. Он образуется при прокаливании при высокой температуре от 600 ° C до 900 ° C. В настоящее время литий-кобальто-кислотные материалы на рынке используются в основном на рынке вторичных аккумуляторов, и это также лучший выбор для небольших литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью материалов.

2. Материал тройного катода имеет относительно значительный тройной синергетический эффект. По сравнению с оксидом лития-кобальта видно, что он имеет большие преимущества в термической стабильности, а стоимость производства относительно невысока, и он может стать лучшим материалом для замены оксида лития-кобальта. . Однако его плотность невелика, и производительность цикла необходимо улучшить. В этом отношении корректировка может быть произведена с использованием улучшенного процесса синтеза, ионного легирования и т.п. Тройные материалы в основном используются в цилиндрических литий-ионных батареях, таких как стальные и алюминиевые корпуса, но их применение в мягких батареях сильно ограничено из-за влияния факторов расширения. В будущих приложениях направление его развития в основном имеет два аспекта: во-первых, направление с высоким содержанием марганца, главным образом в разработке небольших портативных устройств, таких как Bluetooth и мобильные телефоны. Во-вторых, в отношении высокого содержания никеля, он в основном применяется в областях, где электрические велосипеды, электромобили и тому подобное требуют высокой плотности энергии.

3, фосфат лития и железа обладает хорошими характеристиками цикличности и термической стабильностью при зарядке и разрядке. Он имеет надежные гарантии безопасности при использовании, а материал зеленый и экологически чистый и не нанесет серьезного ущерба окружающей среде. При этом цена также относительно невысока. Китайская аккумуляторная промышленность считается лучшим материалом для крупномасштабного производства аккумуляторных модулей. Основными областями применения в настоящее время являются: электромобили, портативные мобильные зарядные источники питания и т. Д. В будущем он будет развиваться в направлении источников энергии для накопления энергии и портативных источников энергии.

4, оксид лития-марганца обладает высокой безопасностью и защитой от перегрузки. Из-за обильных ресурсов марганца в Китае цена относительно невысока, загрязнение окружающей среды невелико, нетоксично и безвредно, а операция по промышленной подготовке относительно проста. Однако во время процесса зарядки или разрядки из-за нестабильности структуры шпинели легко возникает эффект Яна-Теллера, а растворение марганца при высоких температурах позволяет легко уменьшить емкость аккумулятора, поэтому его применение также значительно ограничено. В настоящее время сфера применения оксида лития-марганца - это в основном небольшие батареи, такие как мобильные телефоны, цифровые продукты и т. Д. Что касается элементов питания, фосфат лития-железа можно заменять друг на друга, что создает сильную конкуренцию. Его направлением развития будет тенденция к высокой энергии, высокой плотности и низкой стоимости.

Литий-ионные аккумуляторы стремительно развиваются. С развитием науки и технологий смартфоны, компьютеры и другие продукты получили широкое распространение. Это повысит спрос на литий-ионные батареи и откроет для них больше возможностей для развития. В то же время постепенно развиваются устанавливаемые на транспортных средствах литиевые ионы и источники питания для аккумулирования энергии, что обеспечивает новые точки роста для литий-ионных аккумуляторов. Следовательно, в будущем развитии необходимо усилить исследования по этому аспекту, чтобы роль литий-ионных аккумуляторов играла большую роль, что также приведет к постоянной замене материалов, из которых они изготовлены.

Страница содержит содержимое машинного перевода.