Novi materijali za litijeve baterije s potencijalom u budućnosti
Materijali litijskih baterija igraju vitalnu ulogu u procesu proizvodnje litijskih baterija, posebno u prednjoj fazi proizvodnje. U prednjoj fazi proizvodnje, glavni korak je obrada sirovina u stupne dijelove. Temeljni procesi uključuju miješanje kaše, premazivanje, valjanje, rezanje i proizvodnju polova. Potrebno je koristitivakuumska miješalicaza miješanje pozitivnih i negativnih aktivnih materijala i otapala kako bi se napravila kaša, upotrijebite stroj za oblaganje elektroda kako biste ravnomjerno obložili kašu na metalnu foliju, a zatim je osušite kako biste izradili polne dijelove, upotrijebite stroj za prešanje za zbijanje obloženih počnih dijelova i upotrijebite rezač elektrode za rezanje polova na potrebnu veličinu za prilagodbu različitim modelima baterija.
Istraživanje i razvoj novih materijala za litijske baterije važna je pokretačka snaga za napredak tehnologije baterija. Očekuje se da će razvoj i primjena ovih novih materijala promicati daljnje poboljšanje performansi litijskih baterija i zadovoljiti potrebe novih energetskih vozila, sustava za pohranu energije i drugih područja za baterijama visoke gustoće energije, visoke sigurnosti i dugog vijeka trajanja. Sljedeće će predstaviti nekoliko novih materijala za litijske baterije s potencijalom u budućnosti.
1. Silicij-ugljik kompozitni materijal negativne elektrode
Veliki zaslon i raznolike funkcije proizvoda digitalnih terminala postavili su nove zahtjeve za trajanje baterije. Trenutni gramski kapacitet materijala litijskih baterija je nizak i ne može zadovoljiti rastuću potražnju za baterijama u terminalima. Kao vrsta budućeg materijala negativne elektrode, teoretski gramski kapacitet kompozitnih materijala silicij-ugljik je oko 4200 mAh/g ili više, što je više od 10 puta više od 372 mAh/g grafitnih negativnih elektroda. Ovaj materijal može značajno povećati kapacitet baterije, ali se također suočava s problemom usitnjavanja materijala i gubitka kapaciteta uzrokovanog povećanjem volumena. Trenutačno se ti problemi rješavaju nano-dimenzioniranjem silicij praha, prevlakom silicij-ugljik i dopiranjem.
2. Litijev titanat
Litij-titanatna baterija je litij-ionska baterija s litij-titanatom kao materijalom pozitivne elektrode i materijalom ugljika kao materijalom negativne elektrode. U usporedbi s tradicionalnim litij-ionskim baterijama, litij-titanatne baterije imaju prednosti veće sigurnosti, duljeg vijeka trajanja i veće brzine punjenja. Njegov materijal pozitivne elektrode litij titanat ima veću kemijsku stabilnost i toplinsku stabilnost, što može poboljšati sigurnosne performanse baterije. Materijal negativne elektrode litij-titanatne baterije koristi ugljične materijale, poput prirodnog grafita, umjetnog grafita, karbonskih vlakana itd., koji imaju veći specifični kapacitet i duži vijek trajanja.
3. Grafen
Grafen ima izvrsna elektrokemijska svojstva, visoku specifičnu površinu te elektronsku i ionsku vodljivost. Može se primijeniti na kompozitne materijale s grafenskom negativnom elektrodom za električne baterije, provodljiva sredstva za pozitivnu elektrodu za litijeve baterije i aluminijsku foliju presvučenu grafenom, itd., što uvelike smanjuje težinu baterije i time smanjuje kvalitetu cijelog vozila, produljuje trajanje baterije i znatno poboljšava domet krstarenja i brzinu punjenja električnih vozila. Grafen koji se izravno koristi kao materijal negativne elektrode ima prednosti visokog specifičnog kapaciteta i velike brzine punjenja i pražnjenja.
4. Materijali ternarnih pozitivnih elektroda s visokim udjelom nikla
Ternarni materijali s visokim udjelom nikla (kao što je NCM811) privukli su pozornost zbog svoje visoke gustoće energije, ali se također suočavaju s izazovima u pogledu sigurnosti i stabilnosti. Istraživači su poboljšali njihovu izvedbu i sigurnost pomoću površinskog premaza, dopinga i optimizacije strukture.
5. Materijali pozitivnih elektroda na bazi mangana bogati litijem
Materijali na bazi mangana bogati litijem privukli su veliku pozornost zbog svog velikog kapaciteta u gramu i visokonaponske platforme, a očekuje se da će probiti gornju granicu gustoće energije ternarnih materijala s visokim udjelom nikla. Ovaj materijal može značajno poboljšati gustoću energije litijevih baterija, ali također ima problema kao što su niska elektronska vodljivost i spora difuzija litijevih iona. Potencijalno rješenje je poboljšati ga površinskim premazom i nano-veličinom.
6. Potpuno solid-state litijeva baterija
Litijska baterija u čvrstom stanju koristi čvrsti elektrolit za zamjenu tradicionalnog tekućeg elektrolita, koji ima veću sigurnost i gustoću energije. Ovaj novi materijal ima i visoku ionsku vodljivost i visoku elektronsku vodljivost, koja je više od 1,000 puta veća od tradicionalnih baterijskih materijala, značajno poboljšavajući ukupnu izvedbu baterije.
7. Organski materijali za elektrode
Materijali organskih elektroda privukli su pozornost zbog svojih prednosti kao što su obnovljivost, zelena zaštita okoliša, niska cijena i veliki kapacitet. Međutim, ova vrsta materijala još uvijek se suočava s poteškoćama kao što su visoka topljivost u elektrolitu, loša vodljivost i niska gustoća. Njegove materijalne karakteristike, mehanizam djelovanja, odnos struktura-aktivnost itd. tek treba duboko razumjeti.
Acey new energy je profesionalni dobavljač specijaliziran zaLitijLaboratorijski stroj za baterije, materijal za bateriju, stroj za sastavljanje baterijskog paketa i nudimo sveobuhvatno rješenje za liniju za sklapanje cilindričnog paketa baterija i opremu za proizvodnju litij-ionskih baterija. Ako ste zainteresirani, slobodno nas kontaktirajte.
