Nové materiály lithiových baterií s potenciálem do budoucna
Materiály lithiových baterií hrají zásadní roli ve výrobním procesu lithiových baterií, zejména v přední fázi výroby. V přední fázi výroby je hlavním krokem zpracování surovin na pólové nástavce. Hlavní procesy zahrnují míchání kalů, potahování, válcování, řezání a výrobu pólových nástavců. Je nutné použítvakuový mixérpro smíchání pozitivních a negativních aktivních materiálů a rozpouštědel za účelem vytvoření kaše použijte stroj na potahování elektrod k rovnoměrnému nanesení kaše na kovovou fólii a poté ji vysušte, abyste vytvořili pólové nástavce, použijte válcovací lis ke zhutnění potažených pólových nástavců a použijte elektrodový výsek pro řezání pólových nástavců na požadovanou velikost, aby se přizpůsobily různým modelům baterií.
Výzkum a vývoj nových materiálů lithiových baterií je důležitou hnací silou pro pokrok v technologii baterií. Očekává se, že vývoj a aplikace těchto nových materiálů podpoří další zlepšení výkonu lithiových baterií a uspokojí potřeby nových energetických vozidel, systémů skladování energie a dalších oblastí pro vysokou hustotu energie, vysokou bezpečnost a baterie s dlouhou životností. Následující text představí několik nových materiálů lithiových baterií s potenciálem do budoucna.
1. Materiál negativní elektrody z kompozitu křemíku a uhlíku
Velká obrazovka a rozmanité funkce digitálních terminálových produktů kladou nové požadavky na životnost baterie. Současná gramová kapacita lithiových baterií je nízká a nemůže uspokojit rostoucí poptávku po bateriích v terminálech. Jako druh budoucího negativního elektrodového materiálu je teoretická gramová kapacita kompozitních materiálů křemíku a uhlíku asi 4200 mAh/g nebo více, což je více než 10krát více než 372 mAh/g grafitových negativních elektrod. Tento materiál může výrazně zvýšit kapacitu baterie, ale také čelí problému rozmělňování materiálu a ztrátě kapacity způsobené objemovou expanzí. V současné době se tyto problémy řeší pomocí nano-dimenzování křemíkového prášku, křemíko-uhlíkového povlaku a dopování.
2. Titanát lithný
Lithium-titanátová baterie je lithium-iontová baterie s lithium-titanátem jako materiálem kladné elektrody a uhlíkovým materiálem jako materiálem záporné elektrody. Ve srovnání s tradičními lithium-iontovými bateriemi mají lithium-titanátové baterie výhody vyšší bezpečnosti, delší životnosti a vyšší rychlosti nabíjení. Jeho kladný elektrodový materiál lithium titanát má vyšší chemickou stabilitu a tepelnou stabilitu, což může zlepšit bezpečnostní výkon baterie. Materiál záporné elektrody lithium titanátové baterie využívá uhlíkové materiály, jako je přírodní grafit, umělý grafit, uhlíková vlákna atd., které mají vyšší specifickou kapacitu a delší životnost.
3. Grafen
Grafen má vynikající elektrochemické vlastnosti, vysoký specifický povrch a elektronovou a iontovou vodivost. Lze jej aplikovat na kompozitní materiály grafenové záporné elektrody pro napájecí baterie, vodivá činidla s kladnou elektrodou pro lithiové baterie a hliníkovou fólii potaženou grafenem, atd., což výrazně snižuje hmotnost baterie a tím snižuje kvalitu celého vozidla, prodlužuje životnost baterie a výrazně zlepšuje dojezd a rychlost nabíjení elektrických vozidel. Grafen přímo použitý jako materiál záporné elektrody má výhody vysoké specifické kapacity a vysoké rychlosti nabíjení a vybíjení.
4. Materiály ternárních pozitivních elektrod s vysokým obsahem niklu
Trojsložkové materiály s vysokým obsahem niklu (jako NCM811) přitahovaly pozornost díky své vysoké hustotě energie, ale také čelí výzvám v oblasti bezpečnosti a stability. Výzkumníci zlepšili jejich výkon a bezpečnost díky povrchové úpravě, dopingu a strukturální optimalizaci.
5. Materiály pozitivní elektrody na bázi manganu bohaté na lithium
Materiály na bázi manganu bohaté na lithium přitahovaly velkou pozornost díky své vysoké gramové kapacitě a vysokonapěťové platformě a očekává se, že prolomí strop energetické hustoty ternárních materiálů s vysokým obsahem niklu. Tento materiál může výrazně zlepšit energetickou hustotu lithiových baterií, ale má také problémy, jako je nízká elektronová vodivost a pomalá difúze lithium-iontů. Potenciálním řešením je jeho vylepšení povrchovou úpravou a nano-size.
6. Pevná lithiová baterie
Celopevná lithiová baterie používá pevný elektrolyt jako náhradu tradičního kapalného elektrolytu, který má vyšší bezpečnost a hustotu energie. Tento nový materiál má vysokou iontovou vodivost i vysokou elektronickou vodivost, která je více než 1,000krát vyšší než tradiční materiály baterií, což výrazně zlepšuje celkový výkon baterie.
7. Organické materiály elektrod
Organické elektrodové materiály přitahovaly pozornost díky svým výhodám, jako je obnovitelnost, ekologická ochrana životního prostředí, nízká cena a vysoká kapacita. Tento typ materiálu však stále čelí potížím, jako je vysoká rozpustnost v elektrolytu, špatná vodivost a nízká hustota. Jeho materiálové charakteristiky, mechanismus účinku, vztah mezi strukturou a aktivitou atd. je stále třeba hluboce pochopit.
Acey new energy je profesionální dodavatel specializovaný naLithiumBateriový laboratorní stroj, Materiál baterií, Stroj na montáž baterií a poskytujeme komplexní řešení pro montážní linku válcových baterií a zařízení na výrobu lithium-iontových baterií. V případě zájmu nás neváhejte kontaktovat.
