Ang Lithium-ion nga mga baterya gitawag nga “rocking chair-type” nga mga baterya. Ang mga gi-charge nga mga ion molihok tali sa positibo ug negatibo nga mga electrodes aron mahibal-an ang pagbalhin sa singil ug paghatag gahum sa mga eksternal nga sirkito o bayad gikan sa usa ka gigikanan sa gawas nga gahum.

Atol sa piho nga proseso sa pag-charge, ang eksternal nga boltahe gipadapat sa duha ka poste sa baterya, ug ang mga lithium ions gikuha gikan sa positibo nga electrode nga materyal ug mosulod sa electrolyte. Sa samang higayon, ang sobra nga mga electron moagi sa positibo nga kasamtangang kolektor ug mobalhin ngadto sa negatibo nga electrode pinaagi sa eksternal nga sirkito; ang mga lithium ions anaa sa electrolyte. Naglihok kini gikan sa positibo nga electrode ngadto sa negatibo nga electrode, nga moagi sa diaphragm ngadto sa negatibo nga electrode; ang SEI nga pelikula nga moagi sa nawong sa negatibo nga electrode gisukip sa graphite layered nga estraktura sa negatibo nga electrode ug naghiusa sa mga electron.

Sa tibuok nga operasyon sa mga ions ug electron, ang istruktura sa baterya nga makaapekto sa pagbalhin sa singil, electrochemical man o pisikal, makaapekto sa paspas nga pag-charge.

Ang mga kinahanglanon sa paspas nga pag-charge alang sa tanan nga bahin sa baterya

Mahitungod sa mga baterya, kung gusto nimo nga pauswagon ang performance sa kuryente, kinahanglan ka nga magtrabaho pag-ayo sa tanan nga aspeto sa baterya, lakip ang positibo nga elektrod, negatibo nga elektrod, electrolyte, separator, ug disenyo sa istruktura.

positibo nga elektrod

Sa tinuud, hapit tanan nga mga matang sa mga materyales sa cathode mahimong magamit sa paghimo og paspas nga pag-charge nga mga baterya. Ang importante nga mga kabtangan nga garantisado naglakip sa conductivity (pagminus sa internal nga resistensya), pagsabwag (pagsiguro sa mga kinetics sa reaksyon), kinabuhi (ayaw ipasabut), ug kaluwasan (ayaw pagpatin-aw), Tukma nga pasundayag sa pagproseso (ang espesipikong lugar sa ibabaw kinahanglan dili kaayo dako aron makunhuran ang mga reaksyon sa kilid ug magsilbi nga luwas).

Siyempre, ang mga problema nga sulbaron alang sa matag piho nga materyal mahimong lainlain, apan ang among kasagarang mga materyales sa cathode makatagbo niini nga mga kinahanglanon pinaagi sa usa ka serye sa mga pag-optimize, apan lahi usab ang lainlaing mga materyales:

A. Ang lithium iron phosphate mahimong mas naka-focus sa pagsulbad sa mga problema sa conductivity ug ubos nga temperatura. Pagdala sa carbon taklap, kasarangan nanoization (timan-i nga kini mao ang kasarangan, kini mao ang siguradong dili usa ka yano nga lohika nga ang mas maayo nga mas maayo), ug ang pagporma sa ion conductors sa ibabaw sa mga partikulo mao ang labing tipikal nga mga estratehiya.

B. Ang ternary nga materyal mismo adunay medyo maayo nga electrical conductivity, apan ang reactivity niini taas kaayo, mao nga ang ternary nga mga materyales panagsa ra nga maghimo sa nano-scale nga trabaho (nano-ization dili usa ka panacea-sama nga antidote sa pagpalambo sa materyal nga performance, ilabi na sa natad sa mga baterya Adunay usahay daghang mga anti-gamit sa China), ug dugang nga pagtagad ang gihatag sa kaluwasan ug pagsumpo sa mga reaksyon sa kilid (nga adunay electrolyte). Human sa tanan, ang kasamtangan nga kinabuhi sa ternary nga mga materyales anaa sa kaluwasan, ug ang bag-o nga mga aksidente sa kaluwasan sa baterya kanunay usab nga nahitabo. Ibutang ang mas taas nga mga kinahanglanon.

C. Lithium manganate mas importante sa termino sa serbisyo sa kinabuhi. Adunay usab daghang lithium manganate-based fast-charge nga mga baterya sa merkado.

negatibo nga electrode

Kung ang usa ka lithium-ion nga baterya gi-charge, ang lithium molalin ngadto sa negatibo nga electrode. Ang sobra ka taas nga potensyal nga gipahinabo sa paspas nga pag-charge ug dako nga kasamtangan nga hinungdan sa negatibo nga potensyal sa electrode nga mahimong mas negatibo. Niini nga panahon, ang presyur sa negatibo nga electrode aron dali nga makadawat sa lithium motaas, ug ang kalagmitan sa pagmugna og lithium dendrites modaghan. Busa, ang negatibo nga elektrod kinahanglan dili lamang makatagbaw sa lithium diffusion sa panahon sa paspas nga pag-charge. Ang mga kinahanglanon sa kinetics sa lithium ion nga baterya kinahanglan usab nga masulbad ang problema sa kaluwasan nga gipahinabo sa dugang nga kalagmitan sa lithium dendrites. Busa, ang importante nga teknikal nga kalisud sa paspas nga pag-charge core mao ang pagsal-ot sa lithium ions sa negatibo nga electrode.

A. Sa pagkakaron, ang dominanteng negatibo nga electrode nga materyal sa merkado mao gihapon ang graphite (nag-asoy sa mga 90% sa bahin sa merkado). Ang sukaranan nga hinungdan mao ang barato, ug ang komprehensibo nga pasundayag sa pagproseso ug density sa enerhiya sa graphite medyo maayo, nga adunay gamay nga mga kakulangan. . Siyempre, adunay usab mga problema sa graphite negatibo nga electrode. Ang nawong medyo sensitibo sa electrolyte, ug ang reaksyon sa intercalation sa lithium adunay lig-on nga direksyon. Busa, importante nga magtrabaho pag-ayo aron mapalambo ang kalig-on sa estruktura sa graphite nga nawong ug ipasiugda ang pagsabwag sa mga lithium ion sa substrate. direksyon.

B. Ang gahi nga carbon ug humok nga carbon nga mga materyales nakakita usab og daghang pag-uswag sa bag-ohay nga mga tuig: ang mga gahi nga carbon nga materyales adunay taas nga potensyal sa pagsal-ot sa lithium ug adunay mga micropores sa mga materyales, mao nga maayo ang reaction kinetics; ug humok nga carbon nga mga materyales adunay maayo nga pagkaangay sa electrolyte, MCMB Ang mga materyales usab kaayo nga representante, apan ang gahi ug humok nga carbon nga mga materyales kasagaran ubos sa kahusayan ug taas nga gasto (ug hunahunaa nga ang graphite parehas nga barato, nahadlok ako nga dili kini malaumon gikan sa usa ka industriyal nga punto sa panglantaw), mao nga ang kasamtangan nga konsumo mas ubos pa kay sa graphite, ug mas gigamit sa pipila ka mga specialties Sa baterya.

C. Unsa ang mahitungod sa lithium titanate? Sa mubo nga pagkasulti: ang mga bentaha sa lithium titanate mao ang taas nga densidad sa gahum, mas luwas, ug klaro nga mga disbentaha. Ang densidad sa enerhiya gamay kaayo, ug ang gasto taas kung kalkulado sa Wh. Busa, ang panglantaw sa lithium titanate nga baterya usa ka mapuslanon nga teknolohiya nga adunay mga bentaha sa piho nga mga okasyon, apan kini dili angay alang sa daghang mga okasyon nga nagkinahanglan og taas nga gasto ug cruising range.

Ang D. Silicon anode nga mga materyales usa ka importante nga direksyon sa pag-uswag, ug ang bag-ong 18650 nga baterya sa Panasonic nagsugod sa komersyal nga proseso sa maong mga materyales. Bisan pa, kung giunsa pagkab-ot ang balanse tali sa pagtinguha sa pasundayag sa nanometer ug ang kinatibuk-ang kinahanglanon sa lebel sa micron sa mga materyal nga may kalabotan sa industriya sa baterya usa pa ka mas mahagiton nga buluhaton.

Diaphragm

Mahitungod sa mga power-type nga mga baterya, ang high-current nga operasyon nagpahamtang og mas taas nga mga kinahanglanon sa ilang kaluwasan ug kinabuhi. Ang teknolohiya sa diaphragm coating dili mahimong likayan. Ang mga seramiko nga adunay sapaw nga diaphragms paspas nga giduso tungod sa ilang taas nga kaluwasan ug ang abilidad sa pagkonsumo sa mga hugaw sa electrolyte. Sa partikular, ang epekto sa pagpauswag sa kaluwasan sa mga ternary nga baterya labi ka hinungdanon.

Ang labing hinungdanon nga sistema nga gigamit karon alang sa mga seramiko nga diaphragms mao ang pagsul-ob sa mga partikulo sa alumina sa nawong sa tradisyonal nga diaphragms. Ang usa ka medyo bag-ong pamaagi mao ang pagsul-ob sa solid electrolyte fibers sa diaphragm. Ang maong mga diaphragms adunay ubos nga internal nga pagsukol, ug ang mekanikal nga suporta nga epekto sa fiber-related diaphragms mas maayo. Maayo kaayo, ug kini adunay ubos nga kalagmitan nga babagan ang mga pores sa diaphragm sa panahon sa serbisyo.

Human sa sapaw, ang diaphragm adunay maayo nga kalig-on. Bisan kung medyo taas ang temperatura, dili kini dali nga mokunhod ug mag-deform ug magpahinabo sa usa ka mubo nga sirkito. Ang Jiangsu Qingtao Energy Co., Ltd. nga gisuportahan sa teknikal nga suporta sa Nan Cewen nga grupo sa panukiduki sa School of Materials and Materials sa Tsinghua University adunay pipila nga representante bahin niini. Nagtrabaho, ang diaphragm gipakita sa hulagway sa ubos.

Electrolyte

Ang electrolyte adunay dako nga impluwensya sa performance sa paspas nga pag-charge sa lithium-ion nga mga baterya. Aron masiguro ang kalig-on ug kaluwasan sa baterya ubos sa paspas nga pag-charge ug taas nga kasamtangan, ang electrolyte kinahanglan nga makatagbo sa mosunod nga mga kinaiya: A) dili madugta, B) taas nga conductivity, ug C) dili inert sa positibo ug negatibo nga mga materyales. React o dissolve.

Kung gusto nimo matuman kini nga mga kinahanglanon, ang yawe mao ang paggamit sa mga additives ug functional electrolytes. Pananglitan, ang kaluwasan sa mga ternary fast-charging nga mga baterya naapektuhan pag-ayo niini, ug gikinahanglan nga idugang ang nagkalain-laing anti-high-temperatura, flame-retardant, ug anti-overcharge nga mga additives ngadto kanila aron mapalambo ang kaluwasan niini sa usa ka sukod. Ang karaan ug lisud nga problema sa lithium titanate nga mga baterya, taas nga temperatura nga flatulence, kinahanglan usab nga pauswagon pinaagi sa high-temperature functional electrolyte.

Disenyo sa istruktura sa baterya

Usa ka tipikal nga estratehiya sa pag-optimize mao ang stacked VS winding type. Ang mga electrodes sa stacked nga baterya katumbas sa usa ka parallel nga relasyon, ug ang winding type katumbas sa usa ka serye nga koneksyon. Busa, ang internal nga pagsukol sa kanhi mas gamay ug kini mas angay alang sa matang sa gahum. higayon.

Dugang pa, ang mga paningkamot mahimo sa gidaghanon sa mga tab aron masulbad ang mga problema sa internal nga pagsukol ug pagwagtang sa kainit. Dugang pa, ang paggamit sa high-conductivity electrode nga mga materyales, paggamit sa mas daghang conductive agent, ug coating thinner electrodes mao usab ang mga estratehiya nga makonsiderar.

Sa laktud, ang mga hinungdan nga makaapekto sa paglihok sa singil sa sulod sa baterya ug ang rate sa pagsulud sa mga lungag sa electrode makaapekto sa paspas nga pag-charge nga abilidad sa mga baterya sa lithium-ion.

Kinatibuk-an nga mga ruta sa teknolohiya sa paspas nga pag-charge alang sa mga mainstream nga tiggama

Ningde panahon

Mahitungod sa positibo nga electrode, gipalambo sa CATL ang teknolohiya nga “super electronic network”, nga naghimo sa lithium iron phosphate nga adunay maayo kaayo nga electronic conductivity; sa negatibo nga electrode graphite surface, ang teknolohiya nga “fast ion ring” gigamit sa pag-usab sa graphite, ug ang giusab nga graphite nagkonsiderar sa duha ka super paspas nga pag-charge ug taas. mga produkto sa panahon sa paspas nga pag-charge, aron kini adunay 4-5C nga paspas nga pag-charge nga kapasidad, nahibal-an ang 10-15 nga mga minuto nga paspas nga pag-charge ug pag-charge, ug masiguro ang densidad sa enerhiya sa lebel sa sistema nga labaw sa 70wh/kg, nga nakab-ot ang 10,000 nga Cycle life.

Sa termino sa thermal management, ang thermal management system niini hingpit nga giila ang “healthy charging interval” sa fixed chemical system sa lain-laing temperatura ug SOCs, nga nagpalapad pag-ayo sa operating temperature sa lithium-ion nga mga baterya.

Waterma

Dili kaayo maayo ang Waterma karong bag-o, maghisgot lang ta bahin sa teknolohiya. Gigamit sa Waterma ang lithium iron phosphate nga adunay gamay nga gidak-on sa partikulo. Sa pagkakaron, ang kasagaran nga lithium iron phosphate sa merkado adunay gidak-on nga partikulo tali sa 300 ug 600 nm, samtang ang Waterma naggamit lamang sa 100 ngadto sa 300 nm lithium iron phosphate, mao nga ang mga lithium ion adunay mas paspas nga gikusgon sa paglalin, mas dako ang kasamtangan nga mahimo. gi-charge ug gi-discharge. Alang sa mga sistema gawas sa mga baterya, palig-ona ang disenyo sa mga sistema sa pagdumala sa thermal ug kaluwasan sa sistema.

Gahum sa Micro

Sa unang mga adlaw, ang Weihong Power mipili sa lithium titanate + porous composite carbon nga adunay spinel structure nga makasugakod sa paspas nga pag-charge ug taas nga kasamtangan isip negatibo nga electrode material; aron mapugngan ang hulga sa taas nga gahum nga kasamtangan sa kaluwasan sa baterya atol sa paspas nga pag-charge, Weihong Power Combining non-burning electrolyte, high-porosity ug high-permeability diaphragm technology ug STL intelligent thermal control fluid nga teknolohiya, kini makasiguro sa kaluwasan sa baterya kung ang baterya dali nga ma-charge.

Sa 2017, gipahibalo niini ang usa ka bag-ong henerasyon sa high-energy density nga mga baterya, gamit ang high-capacity ug high-power lithium manganate cathode nga mga materyales, nga adunay usa ka energy density nga 170wh/kg, ug pagkab-ot sa 15-minutos nga paspas nga pag-charge. Ang tumong mao ang pagkonsiderar sa mga isyu sa kinabuhi ug kaluwasan.

Zhuhai Yinlong

Ang Lithium titanate anode nailhan tungod sa lapad nga operating temperature range ug dako nga charge-discharge rate. Walay klaro nga datos sa piho nga teknikal nga mga pamaagi. Sa pakighinabi sa mga kawani sa exhibition, giingon nga ang paspas nga pagkarga niini makaabot sa 10C ug ang gitas-on sa kinabuhi 20,000 ka beses.

Ang kaugmaon sa teknolohiya sa paspas nga pag-charge

Kung ang paspas nga pag-charge nga teknolohiya sa mga de-koryenteng sakyanan usa ka makasaysayan nga direksyon o usa ka mubo nga kinabuhi nga panghitabo, sa tinuud, adunay lainlaing mga opinyon karon, ug wala’y konklusyon. Ingon usa ka alternatibong pamaagi aron masulbad ang kabalaka sa mileage, gikonsiderar kini sa parehas nga plataporma nga adunay density sa enerhiya sa baterya ug kinatibuk-ang gasto sa salakyanan.

Ang densidad sa enerhiya ug paspas nga pag-charge, sa parehas nga baterya, mahimong giingon nga duha nga dili magkatugma nga direksyon ug dili maabut sa parehas nga oras. Ang pagpangita sa densidad sa enerhiya sa baterya sa pagkakaron mao ang mainstream. Kung ang densidad sa enerhiya igo nga taas ug ang kapasidad sa baterya sa usa ka sakyanan igo nga dako aron mapugngan ang gitawag nga “range anxiety”, ang panginahanglan alang sa performance sa pag-charge sa rate sa baterya mokunhod; sa samang higayon, kung ang gahum sa baterya dako, kung ang gasto sa baterya kada kilowatt-hour dili igo nga ubos, nan gikinahanglan ba kini? Ang pagpalit ni Ding Kemao og elektrisidad nga igo alang sa “dili mabalaka” nagkinahanglan sa mga konsumidor sa pagpili. Kung imong hunahunaon, adunay bili ang paspas nga pag-charge. Ang laing punto sa panglantaw mao ang gasto sa fast charging nga mga pasilidad, nga siyempre kabahin sa gasto sa tibuok katilingban sa pagpasiugda sa elektripikasyon.

Kung ang teknolohiya sa paspas nga pag-charge mahimo nga i-promote sa usa ka dako nga sukod, ang densidad sa enerhiya ug paspas nga teknolohiya sa pag-charge nga paspas nga nag-uswag, ug ang duha nga mga teknolohiya nga nagpaubos sa gasto, mahimong adunay hinungdanon nga papel sa umaabot.