Какие минералы используются для изготовления литиевых батарей - материалов и преимуществ?

Промышленность литий-ионных аккумуляторов сейчас переживает значительную революцию. Для изготовления этих батарей используется так много редких минералов. Например, алюминий, графит, марганец, медь, литий, никель и кобальт. За последние два десятилетия в этой отрасли произошли серьезные изменения, особенно в сырьевой сфере.

Все типы батарей, которые вы видите вокруг, - это просто сборка множества сложных не связанных между собой продуктов. Минералы и цветные металлы играют огромную роль. Если тенденция к повышению эффективности аккумуляторов сохранится в течение этого десятилетия, эта отрасль произведет еще большую революцию.

Variant Market Research опубликовала отчет, показывающий, что к 2024 году рыночная стоимость литий-ионных аккумуляторов вырастет до 56 миллиардов долларов. Если вы посмотрите вокруг, вы поймете, что большинство устройств и транспортных средств питаются от этих типов ячеек. Таким образом, в попытке удешевить производство будет использоваться больше материалов. У нас будут разные металлы вместо существующих.

Батареи следующего поколения будут спроектированы таким образом, чтобы обеспечивать лучшую производительность. Кроме того, стоимость производства также будет иметь большое значение, когда речь идет о материалах, которые будут использоваться в то время. Другой фактор, на который влияют используемые металлы, - это безопасность и срок службы элементов. Компании нацелены на достижение 300 000 циклов подзарядки, которых хватит не менее чем на 15 лет.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Какие материалы используются в литиевых батареях?

Материалы, используемые для изготовления литиевых батарей, можно разделить на четыре категории. Это катод, анод, электролиты и сепараторы. Катод в основном состоит из оксидов металлов, таких как оливины, оксиды ванадия и перезаряжаемый оксид лития. Тем не менее, слоистые оксиды, такие как никель и кобальт, наиболее часто используются благодаря их высокой стабильности напряжения.

Тем не менее, на материалах катода кобальт токсичен и также имеет ограниченную доступность в природе. Это является огромным недостатком для крупномасштабного производства. Однако вы можете заменить его марганцем, потому что это дешево; отличные скоростные возможности имеют высокий тепловой порог. Единственный недостаток марганца в том, что он имеет неглубокую цикличность.

Поскольку каждый материал имеет свои недостатки при производстве катодов, их комбинируют, чтобы получить материал с превосходными свойствами. Например, смесь марганца, никеля и кобальта чаще всего используется для минимизации недостатков.

Когда дело доходит до материалов анода, используются кремний, интерметаллиды, графит или литий. Литий прост, но у него много недостатков, таких как короткое замыкание и проблема с циклом. Углеродистые аноды широко доступны и дешевы, что делает их наиболее подходящим материалом для анода.

Электролиты и сепараторы необходимы, особенно когда речь идет о сроке службы батареи. В электролитах наиболее подходящим материалом является тот, который выдерживает высокие температуры и напряжение. Кроме того, у него должна быть длинная полка, чтобы ионы перемещались свободно. Чаще всего используются твердые и полимерные электролиты. Когда мы говорим о сепараторах в литий-ионной батарее, мы имеем в виду материал, который предотвращает смешение двух электродов друг с другом. В противном случае, если они объединятся, произойдет короткое замыкание, и аккумулятор, вероятно, перестанет работать.

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Что является основным ингредиентом литиевых батарей?

Трудно определить основной ингредиент литиевых батарей. Причина в том, что все они важны, независимо от того, насколько они велики или малы. Все эти ингредиенты необходимы для его функционирования. Но поскольку у большинства из них есть заменители, материал только один. Если поменять аккум полностью поменяет значение. Этот ингредиент - литий, также как и название ячейки.

Этого достаточно, чтобы показать вам, что это главный ингредиент. Обычно батарея состоит из разных материалов. Эти материалы изготавливаются с использованием различных материалов или их комбинации. Есть три важные причины, по которым литий необходим при производстве батарей. Первое свойство - это его высокореактивный характер благодаря его способности терять самый внешний электрон во время реакции. Ток безупречно протекает через батарею, что объясняется реактивностью.

Еще одна причина, по которой предпочтение отдается литию, - это его легкий вес. Литий легче по сравнению с другими материалами, такими как свинец. Это делает его эффективным для небольших устройств, таких как телефоны. Кроме того, его также можно использовать в автомобилях, для которых требуется много аккумуляторов.

Конечно, его аккумуляторная природа также является важным фактором. Литий-ионные аккумуляторы можно заряжать благодаря мобильным ионам, которые быстро перемещаются к отрицательным электродам.

Какие металлы выиграют от будущих литиевых батарей?

Бум электромобилей достаточно, чтобы грядущая серия литиевых батарей пошла наперекосяк с точки зрения металлов. Эти компании-производители автомобилей, такие как BMW и Tesla, придумывают новые конструкции для создания батарей с длительным сроком службы. С другой стороны, мобильная индустрия стремится создавать складные и тонкие смартфоны. Подождите, это значит, что очень скоро мы можем увидеть складную батарею?

С технологиями нет ничего невозможного, поскольку дизайн меняется, а это означает, что одни металлы принесут больше пользы, чем другие. Литий-ионные аккумуляторы будут с нами еще очень долго, прежде чем их подведет новая технология. Их используют автомобили и самые современные устройства; это означает, что металлы, которые участвуют в процессе, принесут больше пользы в ближайшие дни.

Эти металлы включают графит, никель, кобальт и литий. Эти металлы станут золотом современности. Многие технологические достижения будут созданы на основе этих металлов. Например, Tesla Model S содержит 5% алюминия, 15% кобальта и 80% никеля. С другой стороны, аккумулятор iPhone на 100% состоит из чистого кобальта. Однако энергетический зал Tesla состоит из марганца, никеля и кобальта в равных долях.

Быстро развивающаяся индустрия литий-ионных аккумуляторов определяет металлы будущего. Если новая технология не нарушит эту цепочку в будущем, мы можем навсегда застрять в графите, кобальте, литии и никеле.