Плотность энергии литий-ионного аккумулятора

Плотность энергии является самым большим препятствием при разработке существующих литий-ионных аккумуляторов. Будь то мобильные телефоны или электромобили, люди с нетерпением ждут, что удельная энергия батареи может выйти на новый уровень, и время автономной работы продукта или ассортимента продуктов больше не будет основным фактором беспокойства.

От свинцово-кислотных аккумуляторов, никель-кадмиевых аккумуляторов, никель-металлогидридных аккумуляторов до литий-ионных аккумуляторов - плотность энергии постоянно улучшается. Но возрастающая скорость относительно скорости развития промышленных масштабов относительно уровня потребности человека в энергии слишком медленная. Некоторые шутят, что прогресс людей здесь застрял в «батарее». Конечно, если в какой день может быть реализована глобальная беспроводная передача энергии, где «беспроводная» может получить электричество (например, сигнал мобильного телефона), тогда люди будут больше не нужно заряжать аккумулятор, социальное развитие также, естественно, не будет работать с аккумулятором.

В связи с ситуацией плотности энергии становятся узкими местами, все страны мира для формулирования соответствующих целей политики в области аккумуляторных батарей, как ожидается, приведут к значительному прорыву в аккумуляторной промышленности с точки зрения плотности энергии., США, Япония и другие страны в 2020 году Цели, установленные правительством или отраслевой группой, в основном указывают на 300 Вт / кг, эта цифра на основе текущего вознесения близка к 1 разу. Долгосрочная цель на 2030 год, 500 Вт / кг или даже 700 Вт / кг. Промышленность аккумуляторных батарей должна иметь крупный прорыв в химической системе, возможно ли достичь этой цели.

Есть много факторов, которые могут влиять на плотность энергии литий-ионной батареи, литий-ионную батарею существующей химической системы и структуры, в частности, каковы очевидные ограничения?

Мы проанализировали выше, и ACTS, как энергоноситель, на самом деле является литиевой батареей, другие вещества являются «отходами», но для получения стабильной, стойкой, сохранности энергоносителя «отходы» незаменимы. Например, кусок литий-ионных батарей, литий, чем в среднем качества чуть более чем на 1%, оставшиеся 99% ингредиентов не несут функцию накопления энергии других веществ. Знаменитые слова Эдисона, успех - это 99% пота плюс 1% вдохновения, кажется, что везде все ах, 1% красные, остальные 99% - зеленые листья, которых нет.

Итак, чтобы улучшить плотность энергии, первое, о чем мы думаем, - это увеличить долю лития, в то же время, чтобы как можно больше иона лития вышли из анода, переместились на катод, а затем должны отсчитайте от катода исходный возврат к положительному (не меньше) циклу транспортировки энергии.

1. Улучшение положительной пропорции активного материала

Чтобы улучшить положительную пропорцию активного материала, в основном для того, чтобы улучшить долю лития в той же химической системе, содержание лития (при прочих равных), плотность энергии также может иметь соответствующее возрастание. Итак, при определенных ограничениях по размеру и весу, мы надеемся, что положительного активного материала немного больше.

2. Увеличьте долю активного материала катода.

Это сделано для того, чтобы сотрудничать с увеличением положительного активного материала, требуется больше отрицательного активного материала, чтобы приспособиться к плаванию иона лития, сохраненной энергии. Если активного материала катода недостаточно, дополнительное отложение ионов лития на поверхности катода, а не внутри, необратимая химическая реакция и уменьшение емкости батареи.

3. Улучшить анодный материал удельной емкости (г).

Есть колпачок положительного активного материала учтенного, не безлимитный. При условии, что количество положительного активного материала должно, только как можно больше ионов лития из положительного, чтобы снять внедренный, участвовать в химических реакциях, чтобы улучшить плотность энергии. Таким образом, мы надеемся, что мы сможем снять встроенный ион лития относительно положительной доли активного материала выше, качество более высокого показателя удельной емкости.

Это причина, по которой мы изучаем и выбираем различные анодные материалы, от литий-кобальтовой кислоты до фосфата лития-железа, а затем и до материала за три юаня, чтобы достичь поставленной цели.

Он уже был проанализирован, кобальтовая кислота лития может достигать 137 мАч / г, а марганцевая кислота лития, фосфат железа и лития фактические значения составляют около 120 мАч / г, никель-кобальт-марганец 3 юаня может достигать 180 мАч / г. Если вы хотите снова подняться наверх, вам нужно исследовать новые анодные материалы и прогресс индустриализации.

4. Повышение удельной емкости анодных материалов.

Относительно, удельная емкость анодных материалов не является литий-ионной батареей. Плотность энергии является основным узким местом, но при дальнейшем увеличении удельной емкости отрицательный означает меньшее количество материалов отрицательного электрода по качеству, может вместить больше ионов лития, таким образом достигая целей возрастающей плотности энергии.

Для углеродных материалов с графитовым катодом теоретическая удельная емкость составляет 372 мАч / г, на основе исследований твердых углеродных материалов и наноуглеродных материалов удельная емкость может быть увеличена до более чем 600 мАч / г. Анодные материалы на основе олова и кремния также могут увеличить удельную емкость анода до очень высокого уровня, это направление текущих исследований.

5. Снижение веса и похудение.

В дополнение к положительному или отрицательному активному материалу, электролиту, изолирующей пленке, адгезиву, проводящему агенту, накопителю жидкости, матрице, материалу оболочки и т. Д. Все литий-ионные батареи являются «мертвым грузом», на долю которого приходится около 40% всей вес аккумулятора. Если вы можете уменьшить вес материала, это не влияет на производительность батареи в то же время, это также может улучшить плотность энергии литий-ионных батарей.

В этом эссе вам необходимо провести подробное исследование и анализ электролита, изоляционной пленки, клея, матрицы и жидкости, материала оболочки и производственного процесса, чтобы найти разумное решение. Все аспекты, чтобы улучшить некоторые, это может быть увеличение плотности энергии всего диапазона батареи.

Из приведенного выше анализа видно, что для повышения плотности энергии литий-ионного аккумулятора требуется системное проектирование, чтобы улучшить производственный процесс, улучшить характеристики существующих материалов, а также разработать новые материалы и новую химическую систему. аспекты, ищущие краткосрочные, среднесрочные и долгосрочные решения.

Страница содержит содержимое машинного перевода.