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Análisis de la energía caliente de la batería de litio Tecnología de alta energía
Jun 03, 2017

Las rutas de desarrollo de alta densidad de energía incluyen: material de cátodo de alta tensión, altos gramos de capacidad de material positivo y negativo. El material de cátodo de alta tensión generalmente se refiere a la batería que usa un voltaje superior a 4,2 V del material del cátodo. El óxido de cobalto de litio, el óxido de litio y manganeso y el ternario tienen materiales de alto voltaje.

Uno de la comercialización de óxido de cobalto de litio de alta tensión ha sido muy maduro, una gran cantidad de productos digitales de alta gama, la densidad de energía más alta que la batería común de tres elementos En la actualidad, el voltaje de la batería de óxido de cobalto de litio de alta tensión es generalmente 4.35V , los próximos 3-5 años 4.4V, batería de óxido de cobalto de litio de alto voltaje 4.5V o aplicación a gran escala.

La aplicación del material de cátodo ternario de alta tensión es muy pequeña, básicamente en la etapa de investigación. Pero el material del cátodo ternario de alto voltaje puede ser el futuro para lograr un avance de la densidad de energía de 300Wh / kg.

En la actualidad, la capacidad del material ternario NCM811 ha excedido 180mAh / g, y el alto voltaje puede lograrse mediante revestimiento o mezclado. Al mismo tiempo, la capacidad del ternario NCM811 aumenta (el material de alta tensión es equivalente a la activación del litio sin actividad a bajo voltaje, limita el uso de materiales). Pero el material ternario actual de alta tensión que hay muchos problemas técnicos no se resuelven, la estabilidad del material en sí no se ha resuelto aún.

Potencial de carga de material de cátodo de mangana de litio de hasta 4.7V, la estructura reticular es muy estable.

En la actualidad, la densidad de energía de la batería de óxido de manganeso de litio 150Wh / kg, más alta que la densidad de energía de la batería de fosfato de hierro y litio. Estructura de cristal de manganato de litio es estable, buena estabilidad térmica, la seguridad de la batería de manganeso de litio es muy alta. ¿Qué batería de titanato de litio y óxido de manganeso en el área de carga rápida tiene excelentes perspectivas de aplicación?

Fosfato de hierro de litio debido a la capacidad ha sido cercana a la teoría, a través de la alta tensión es difícil activar más litio, el efecto es muy limitado. Sin embargo, el litio fosfato de hierro (vanadio) litio, la densidad de energía de fosfato de hierro de litio es mayor, es un montón de instituciones de investigación y áreas calientes de investigación de negocios, moléculas de fosfato de hierro de litio que contienen dos iones de litio, los gramos teóricos de capacidad hasta 332mAh / g.

Los materiales de cátodo de alto voltaje requieren una solución electrolítica de alto voltaje para que todo el sistema de la batería funcione bien. Para estabilizar el electrolito en un ambiente de alto voltaje, es necesario mejorar la resistencia a la oxidación del solvente mientras se bloquea el contacto directo entre el electrodo positivo y el electrolito. Los métodos para mejorar la resistencia a la oxidación de los electrolitos incluyen solventes fluorados, el precio de los solventes fluorados es demasiado alto, y las aplicaciones a gran escala son difíciles de lograr.

Otros nuevos solventes antioxidantes como los líquidos iónicos, con buena conductividad iónica y capacidad antioxidante, es un excelente solvente de batería de litio, pero los altos precios actuales hacen que sea difícil su promoción a gran escala. El método de bloqueo del contacto directo entre el electrolito y el electrolito comprende un recubrimiento de material de electrodo positivo y un aditivo de formación de película de electrodo positivo. La investigación de recubrimientos y aditivos del material del cátodo es mucho, el efecto es muy obvio, es un medio importante para mejorar el futuro de los antioxidantes.

Los materiales ternarios, el desarrollo a gran escala y la aplicación relativamente tardía, en términos de densidad energética, hay mucho margen de mejora. En la actualidad, los fabricantes de material convencional han podido alcanzar un nivel de 180mAh / g, y una capacidad teórica ternaria de níquel alto de hasta 270mAh / g, hay mucho margen de mejora. En la actualidad, los materiales ternarios de alta capacidad son sensibles al agua, la primera baja eficiencia y la mala circulación. Con el progreso tecnológico de estos problemas o puede resolverse, el cátodo rico en litio es también una gran cantidad de instituciones de investigación y puntos calientes de investigación comercial.

Por otro lado, el material del ánodo de silicio puede mejorar en gran medida la capacidad negativa del negativo. Ha sido que el material del ánodo ha sido basado en grafito, la tecnología del ánodo de grafito ha sido muy madura, la capacidad real ha sido muy cercana a la capacidad teórica. Para aumentar los gramos negativos de capacidad, debe usar otros materiales.

Y el silicio y otro ánodo de metal es una opción muy adecuada, la primera Sony japonesa con ánodo de compuesto de estaño para mejorar la densidad de energía de la batería, se ha introducido en el mercado de alta capacidad 18650 productos. En los últimos años, el ánodo compuesto de silicio se ha tomado en serio, incluido el ánodo compuesto de silicio y carbono y el óxido de silicio: la tecnología de ánodo compuesto de grafito es más madura, las empresas de Japón y Corea del Sur se han aplicado a productos de alta capacidad.

En la actualidad, la fábrica de material doméstico, la planta de células también introdujo gradualmente productos negativos de alta capacidad a base de silicio. El peso teórico de silicio es de 4200 mAh / g, pero el efecto de expansión de volumen es muy grande, por lo que el uso de compuesto de grafito para reducir el impacto de la expansión. El ánodo de metal y litio tiene una capacidad mayor que el ánodo de silicio, pero su problema dendrítico no se resuelve y el riesgo de seguridad es alto. Y el metal litio y el electrolito reaccionan fácilmente, reducen su ciclo de vida. En la actualidad, la batería de metal de litio también es difícil de mercado a gran escala en el mercado.