लिथियम-आयन बैटरी को “रॉकिंग चेयर-टाइप” बैटरी कहा जाता है। चार्ज किए गए आयन सकारात्मक और नकारात्मक इलेक्ट्रोड के बीच चार्ज ट्रांसफर का एहसास करने के लिए चलते हैं और बाहरी सर्किट को बिजली की आपूर्ति करते हैं या बाहरी पावर स्रोत से चार्ज करते हैं।

विशिष्ट चार्जिंग प्रक्रिया के दौरान, बैटरी के दो ध्रुवों पर बाहरी वोल्टेज लगाया जाता है, और लिथियम आयनों को सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री से निकाला जाता है और इलेक्ट्रोलाइट में प्रवेश किया जाता है। उसी समय, अतिरिक्त इलेक्ट्रॉन सकारात्मक वर्तमान कलेक्टर से गुजरते हैं और बाहरी सर्किट के माध्यम से नकारात्मक इलेक्ट्रोड में चले जाते हैं; लिथियम आयन इलेक्ट्रोलाइट में हैं। यह सकारात्मक इलेक्ट्रोड से नकारात्मक इलेक्ट्रोड तक जाता है, डायाफ्राम से नकारात्मक इलेक्ट्रोड तक जाता है; नकारात्मक इलेक्ट्रोड की सतह से गुजरने वाली एसईआई फिल्म नकारात्मक इलेक्ट्रोड की ग्रेफाइट स्तरित संरचना में एम्बेडेड होती है और इलेक्ट्रॉनों के साथ मिलती है।

आयनों और इलेक्ट्रॉनों के संचालन के दौरान, बैटरी संरचना जो चार्ज ट्रांसफर को प्रभावित करती है, चाहे इलेक्ट्रोकेमिकल हो या भौतिक, फास्ट चार्जिंग प्रदर्शन को प्रभावित करेगी।

बैटरी के सभी हिस्सों के लिए फास्ट चार्जिंग की आवश्यकताएं

बैटरियों के संबंध में, यदि आप बिजली के प्रदर्शन में सुधार करना चाहते हैं, तो आपको सकारात्मक इलेक्ट्रोड, नकारात्मक इलेक्ट्रोड, इलेक्ट्रोलाइट, विभाजक और संरचनात्मक डिजाइन सहित बैटरी के सभी पहलुओं में कड़ी मेहनत करनी चाहिए।

सकारात्मक इलेक्ट्रोड

वास्तव में, फास्ट-चार्जिंग बैटरी बनाने के लिए लगभग सभी प्रकार की कैथोड सामग्री का उपयोग किया जा सकता है। गारंटीकृत महत्वपूर्ण गुणों में चालकता (आंतरिक प्रतिरोध को कम करना), प्रसार (प्रतिक्रिया गतिकी सुनिश्चित करना), जीवन (व्याख्या न करें), और सुरक्षा (व्याख्या न करें), उचित प्रसंस्करण प्रदर्शन (विशिष्ट सतह क्षेत्र बहुत अधिक नहीं होना चाहिए) शामिल हैं। साइड प्रतिक्रियाओं को कम करने और सुरक्षा प्रदान करने के लिए बड़ा)।

बेशक, प्रत्येक विशिष्ट सामग्री के लिए हल की जाने वाली समस्याएं भिन्न हो सकती हैं, लेकिन हमारी सामान्य कैथोड सामग्री अनुकूलन की एक श्रृंखला के माध्यम से इन आवश्यकताओं को पूरा कर सकती है, लेकिन विभिन्न सामग्री भी भिन्न होती हैं:

ए। लिथियम आयरन फॉस्फेट चालकता और कम तापमान की समस्याओं को हल करने पर अधिक केंद्रित हो सकता है। कार्बन कोटिंग, मध्यम नैनोकरण (ध्यान दें कि यह मध्यम है, यह निश्चित रूप से एक सरल तर्क नहीं है कि बेहतर बेहतर), और कणों की सतह पर आयन कंडक्टर का गठन सबसे विशिष्ट रणनीतियां हैं।

बी। टर्नरी सामग्री में अपेक्षाकृत अच्छी विद्युत चालकता होती है, लेकिन इसकी प्रतिक्रियाशीलता बहुत अधिक होती है, इसलिए टर्नरी सामग्री शायद ही कभी नैनो-स्केल काम करती है (नैनो-आइज़ेशन सामग्री के प्रदर्शन में सुधार के लिए रामबाण नहीं है, विशेष रूप से में बैटरियों का क्षेत्र चीन में कभी-कभी कई विरोधी उपयोग होते हैं), और साइड रिएक्शन (इलेक्ट्रोलाइट के साथ) की सुरक्षा और दमन पर अधिक ध्यान दिया जाता है। आखिरकार, टर्नरी सामग्री का वर्तमान जीवन सुरक्षा में निहित है, और हाल ही में बैटरी सुरक्षा दुर्घटनाएं भी अक्सर हुई हैं। उच्च आवश्यकताओं को आगे रखें।

C. सेवा जीवन के संदर्भ में लिथियम मैंगनेट अधिक महत्वपूर्ण है। बाजार में कई लिथियम मैंगनेट-आधारित फास्ट-चार्ज बैटरी भी हैं।

नकारात्मक इलेक्ट्रोड

जब लिथियम-आयन बैटरी को चार्ज किया जाता है, तो लिथियम नकारात्मक इलेक्ट्रोड में चला जाता है। फास्ट चार्जिंग और बड़े करंट के कारण होने वाली अत्यधिक उच्च क्षमता के कारण नकारात्मक इलेक्ट्रोड क्षमता अधिक नकारात्मक हो जाएगी। इस समय, लिथियम को जल्दी से स्वीकार करने के लिए नकारात्मक इलेक्ट्रोड का दबाव बढ़ जाएगा, और लिथियम डेंड्राइट उत्पन्न करने की प्रवृत्ति बढ़ जाएगी। इसलिए, नकारात्मक इलेक्ट्रोड को न केवल फास्ट चार्जिंग के दौरान लिथियम प्रसार को संतुष्ट करना चाहिए। लिथियम आयन बैटरी की कैनेटीक्स आवश्यकताओं को लिथियम डेंड्राइट्स की बढ़ती प्रवृत्ति के कारण होने वाली सुरक्षा समस्या को भी हल करना चाहिए। इसलिए, फास्ट चार्जिंग कोर की महत्वपूर्ण तकनीकी कठिनाई नकारात्मक इलेक्ट्रोड में लिथियम आयनों का सम्मिलन है।

ए। वर्तमान में, बाजार में प्रमुख नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री अभी भी ग्रेफाइट है (बाजार हिस्सेदारी का लगभग 90% के लिए लेखांकन)। मूल कारण सस्ता है, और ग्रेफाइट का व्यापक प्रसंस्करण प्रदर्शन और ऊर्जा घनत्व अपेक्षाकृत अच्छा है, जिसमें अपेक्षाकृत कम कमियां हैं। . बेशक, ग्रेफाइट नकारात्मक इलेक्ट्रोड के साथ भी समस्याएं हैं। सतह इलेक्ट्रोलाइट के प्रति अपेक्षाकृत संवेदनशील है, और लिथियम इंटरकलेशन प्रतिक्रिया में एक मजबूत दिशात्मकता है। इसलिए, ग्रेफाइट सतह की संरचनात्मक स्थिरता में सुधार करने और सब्सट्रेट पर लिथियम आयनों के प्रसार को बढ़ावा देने के लिए कड़ी मेहनत करना महत्वपूर्ण है। दिशा।

बी। हाल के वर्षों में हार्ड कार्बन और सॉफ्ट कार्बन सामग्री ने भी बहुत विकास देखा है: हार्ड कार्बन सामग्री में उच्च लिथियम सम्मिलन क्षमता होती है और सामग्री में माइक्रोप्रोर्स होते हैं, इसलिए प्रतिक्रिया कैनेटीक्स अच्छा होता है; और सॉफ्ट कार्बन सामग्री में इलेक्ट्रोलाइट, एमसीएमबी के साथ अच्छी संगतता है सामग्री भी बहुत प्रतिनिधि हैं, लेकिन हार्ड और सॉफ्ट कार्बन सामग्री आम तौर पर दक्षता में कम और लागत में उच्च होती है (और कल्पना करें कि ग्रेफाइट एक ही सस्ता है, मुझे डर है कि यह नहीं है औद्योगिक दृष्टिकोण से आशान्वित), इसलिए वर्तमान खपत ग्रेफाइट की तुलना में बहुत कम है, और बैटरी पर कुछ विशिष्टताओं में अधिक उपयोग की जाती है।

सी. लिथियम टाइटेनेट के बारे में कैसे? इसे संक्षेप में कहें: लिथियम टाइटेनेट के फायदे उच्च शक्ति घनत्व, सुरक्षित और स्पष्ट नुकसान हैं। ऊर्जा घनत्व बहुत कम है, और जब Wh द्वारा गणना की जाती है तो लागत अधिक होती है। इसलिए, लिथियम टाइटेनेट बैटरी का दृष्टिकोण विशिष्ट अवसरों में फायदे के साथ एक उपयोगी तकनीक है, लेकिन यह कई अवसरों के लिए उपयुक्त नहीं है जिसके लिए उच्च लागत और क्रूज़िंग रेंज की आवश्यकता होती है।

डी. सिलिकॉन एनोड सामग्री एक महत्वपूर्ण विकास दिशा है, और पैनासोनिक की नई 18650 बैटरी ने ऐसी सामग्रियों की व्यावसायिक प्रक्रिया शुरू कर दी है। हालांकि, नैनोमीटर प्रदर्शन की खोज और बैटरी उद्योग से संबंधित सामग्रियों की सामान्य माइक्रोन-स्तरीय आवश्यकताओं के बीच संतुलन कैसे प्राप्त किया जाए, यह अभी भी एक अधिक चुनौतीपूर्ण कार्य है।

डायाफ्राम

पावर-प्रकार की बैटरी के संबंध में, उच्च-वर्तमान संचालन उनकी सुरक्षा और जीवनकाल पर उच्च आवश्यकताओं को लागू करता है। डायाफ्राम कोटिंग तकनीक को दरकिनार नहीं किया जा सकता है। सिरेमिक लेपित डायाफ्राम को उनकी उच्च सुरक्षा और इलेक्ट्रोलाइट में अशुद्धियों का उपभोग करने की क्षमता के कारण तेजी से बाहर धकेला जा रहा है। विशेष रूप से, टर्नरी बैटरी की सुरक्षा में सुधार का प्रभाव विशेष रूप से महत्वपूर्ण है।

सिरेमिक डायाफ्राम के लिए वर्तमान में उपयोग की जाने वाली सबसे महत्वपूर्ण प्रणाली पारंपरिक डायाफ्राम की सतह पर एल्यूमिना कणों को कोट करना है। डायाफ्राम पर ठोस इलेक्ट्रोलाइट फाइबर को कोट करना एक अपेक्षाकृत नई विधि है। ऐसे डायाफ्राम में आंतरिक प्रतिरोध कम होता है, और फाइबर से संबंधित डायाफ्राम का यांत्रिक समर्थन प्रभाव बेहतर होता है। उत्कृष्ट, और सेवा के दौरान डायाफ्राम छिद्रों को अवरुद्ध करने की इसकी प्रवृत्ति कम होती है।

कोटिंग के बाद, डायाफ्राम में अच्छी स्थिरता होती है। यहां तक ​​​​कि अगर तापमान अपेक्षाकृत अधिक है, तो सिकुड़ना और ख़राब होना और शॉर्ट सर्किट का कारण बनना आसान नहीं है। Jiangsu Qingtao Energy Co., Ltd. सिंघुआ विश्वविद्यालय के सामग्री और सामग्री के स्कूल के नान सेवेन अनुसंधान समूह के तकनीकी समर्थन द्वारा समर्थित इस संबंध में कुछ प्रतिनिधि हैं। काम करते हुए, डायाफ्राम नीचे की आकृति में दिखाया गया है।

इलेक्ट्रोलाइट

इलेक्ट्रोलाइट का फास्ट-चार्जिंग लिथियम-आयन बैटरी के प्रदर्शन पर बहुत प्रभाव पड़ता है। फास्ट चार्जिंग और उच्च धारा के तहत बैटरी की स्थिरता और सुरक्षा सुनिश्चित करने के लिए, इलेक्ट्रोलाइट को निम्नलिखित विशेषताओं को पूरा करना चाहिए: ए) विघटित नहीं किया जा सकता है, बी) उच्च चालकता, और सी) सकारात्मक और नकारात्मक सामग्री के लिए निष्क्रिय है। प्रतिक्रिया या भंग।

यदि आप इन आवश्यकताओं को पूरा करना चाहते हैं, तो कुंजी एडिटिव्स और कार्यात्मक इलेक्ट्रोलाइट्स का उपयोग करना है। उदाहरण के लिए, टर्नरी फास्ट-चार्जिंग बैटरी की सुरक्षा इससे बहुत प्रभावित होती है, और कुछ हद तक इसकी सुरक्षा में सुधार करने के लिए विभिन्न उच्च-तापमान, लौ-प्रतिरोधी, और एंटी-ओवरचार्ज योजक जोड़ना आवश्यक है। लिथियम टाइटेनेट बैटरी, उच्च तापमान पेट फूलना की पुरानी और कठिन समस्या को भी उच्च तापमान कार्यात्मक इलेक्ट्रोलाइट द्वारा सुधारना होगा।

बैटरी संरचना डिजाइन

एक विशिष्ट अनुकूलन रणनीति स्टैक्ड वीएस वाइंडिंग प्रकार है। स्टैक्ड बैटरी के इलेक्ट्रोड एक समानांतर संबंध के बराबर होते हैं, और घुमावदार प्रकार एक श्रृंखला कनेक्शन के बराबर होता है। इसलिए, पूर्व का आंतरिक प्रतिरोध बहुत छोटा है और यह शक्ति प्रकार के लिए अधिक उपयुक्त है। अवसर।

इसके अलावा, आंतरिक प्रतिरोध और गर्मी अपव्यय की समस्याओं को हल करने के लिए टैब की संख्या पर प्रयास किए जा सकते हैं। इसके अलावा, उच्च चालकता इलेक्ट्रोड सामग्री का उपयोग करना, अधिक प्रवाहकीय एजेंटों का उपयोग करना, और पतले इलेक्ट्रोड को कोटिंग करना भी ऐसी रणनीतियां हैं जिन पर विचार किया जा सकता है।

संक्षेप में, जो कारक बैटरी के भीतर चार्ज की गति को प्रभावित करते हैं और इलेक्ट्रोड छेदों के सम्मिलन की दर लिथियम-आयन बैटरी की तेजी से चार्ज करने की क्षमता को प्रभावित करेंगे।

मुख्यधारा के निर्माताओं के लिए फास्ट चार्जिंग प्रौद्योगिकी मार्गों का अवलोकन

निंगदे युग

सकारात्मक इलेक्ट्रोड के संबंध में, CATL ने “सुपर इलेक्ट्रॉनिक नेटवर्क” तकनीक विकसित की, जिससे लिथियम आयरन फॉस्फेट में उत्कृष्ट इलेक्ट्रॉनिक चालकता होती है; नकारात्मक इलेक्ट्रोड ग्रेफाइट सतह पर, ग्रेफाइट को संशोधित करने के लिए “फास्ट आयन रिंग” तकनीक का उपयोग किया जाता है, और संशोधित ग्रेफाइट सुपर फास्ट चार्जिंग और उच्च दोनों को ध्यान में रखता है। ऊर्जा घनत्व की विशेषताओं के साथ, नकारात्मक इलेक्ट्रोड में अब अत्यधिक नहीं है- फास्ट चार्जिंग के दौरान उत्पाद, ताकि इसमें 4-5C फास्ट चार्जिंग क्षमता हो, 10-15 मिनट फास्ट चार्जिंग और चार्जिंग का एहसास हो, और सिस्टम स्तर की ऊर्जा घनत्व 70wh / किग्रा से ऊपर सुनिश्चित कर सके, 10,000 साइकिल जीवन प्राप्त कर सके।

थर्मल प्रबंधन के संदर्भ में, इसकी थर्मल प्रबंधन प्रणाली विभिन्न तापमानों और एसओसी पर निश्चित रासायनिक प्रणाली के “स्वस्थ चार्जिंग अंतराल” को पूरी तरह से पहचानती है, जो लिथियम-आयन बैटरी के ऑपरेटिंग तापमान को बहुत व्यापक बनाती है।

वाटरमा

वाटरमा हाल ही में इतना अच्छा नहीं है, चलो सिर्फ तकनीक के बारे में बात करते हैं। वाटरमा छोटे कण आकार के साथ लिथियम आयरन फॉस्फेट का उपयोग करता है। वर्तमान में, बाजार में आम लिथियम आयरन फॉस्फेट का कण आकार 300 और 600 एनएम के बीच होता है, जबकि वाटरमा केवल 100 से 300 एनएम लिथियम आयरन फॉस्फेट का उपयोग करता है, इसलिए लिथियम आयनों में प्रवास की गति जितनी तेज होगी, करंट उतना ही बड़ा हो सकता है। चार्ज और डिस्चार्ज किया गया। बैटरी के अलावा अन्य प्रणालियों के लिए, थर्मल प्रबंधन प्रणालियों और सिस्टम सुरक्षा के डिजाइन को मजबूत करें।

माइक्रो पावर

शुरुआती दिनों में, वीहोंग पावर ने स्पिनल संरचना के साथ लिथियम टाइटेनेट + झरझरा मिश्रित कार्बन को चुना जो नकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री के रूप में तेजी से चार्जिंग और उच्च धारा का सामना कर सकता है; फास्ट चार्जिंग के दौरान बैटरी सुरक्षा के लिए हाई पावर करंट के खतरे को रोकने के लिए, वेहोंग पावर नॉन-बर्निंग इलेक्ट्रोलाइट, हाई-पोरसिटी और हाई-पारगम्यता डायाफ्राम टेक्नोलॉजी और एसटीएल इंटेलिजेंट थर्मल कंट्रोल फ्लुइड टेक्नोलॉजी को मिलाकर बैटरी की सुरक्षा सुनिश्चित कर सकता है। जब बैटरी जल्दी चार्ज हो जाती है।

2017 में, इसने उच्च-क्षमता और उच्च-शक्ति लिथियम मैंगनेट कैथोड सामग्री का उपयोग करते हुए, 170Wh / किग्रा की एकल ऊर्जा घनत्व के साथ, और 15-मिनट की फास्ट चार्जिंग प्राप्त करने के लिए, उच्च-ऊर्जा घनत्व बैटरी की एक नई पीढ़ी की घोषणा की। लक्ष्य जीवन और सुरक्षा के मुद्दों को ध्यान में रखना है।

ज़ुहाई यिनलोंग

लिथियम टाइटेनेट एनोड अपने विस्तृत ऑपरेटिंग तापमान रेंज और बड़ी चार्ज-डिस्चार्ज दर के लिए जाना जाता है। विशिष्ट तकनीकी विधियों पर कोई स्पष्ट डेटा नहीं है। प्रदर्शनी में कर्मचारियों से बात करते हुए कहा जाता है कि इसका फास्ट चार्ज 10C तक पहुंच सकता है और जीवन काल 20,000 गुना है।

फास्ट चार्जिंग तकनीक का भविष्य

इलेक्ट्रिक वाहनों की फास्ट चार्जिंग तकनीक चाहे ऐतिहासिक दिशा हो या अल्पकालिक घटना, वास्तव में, अब अलग-अलग राय हैं, और कोई निष्कर्ष नहीं है। माइलेज की चिंता को हल करने के वैकल्पिक तरीके के रूप में, इसे बैटरी ऊर्जा घनत्व और वाहन की कुल लागत के साथ एक ही प्लेटफॉर्म पर माना जाता है।

एक ही बैटरी में ऊर्जा घनत्व और तेजी से चार्ज प्रदर्शन, दो असंगत दिशाओं के लिए कहा जा सकता है और एक ही समय में प्राप्त नहीं किया जा सकता है। बैटरी ऊर्जा घनत्व की खोज वर्तमान में मुख्यधारा है। जब ऊर्जा घनत्व काफी अधिक होता है और तथाकथित “रेंज चिंता” को रोकने के लिए वाहन की बैटरी क्षमता काफी बड़ी होती है, तो बैटरी दर चार्जिंग प्रदर्शन की मांग कम हो जाएगी; उसी समय, यदि बैटरी की शक्ति बड़ी है, यदि बैटरी की लागत प्रति किलोवाट-घंटा पर्याप्त नहीं है, तो क्या यह आवश्यक है? डिंग केमाओ की बिजली की खरीद जो “चिंता नहीं” के लिए पर्याप्त है, उपभोक्ताओं को एक विकल्प बनाने की आवश्यकता है। अगर आप इसके बारे में सोचते हैं, तो फास्ट चार्जिंग का मूल्य है। एक अन्य दृष्टिकोण फास्ट चार्जिंग सुविधाओं की लागत है, जो निश्चित रूप से विद्युतीकरण को बढ़ावा देने के लिए पूरे समाज की लागत का हिस्सा है।

क्या फास्ट चार्जिंग तकनीक को बड़े पैमाने पर बढ़ावा दिया जा सकता है, ऊर्जा घनत्व और फास्ट चार्जिंग तकनीक जो तेजी से विकसित होती है, और दो प्रौद्योगिकियां जो लागत में कटौती करती हैं, इसके भविष्य में निर्णायक भूमिका निभा सकती हैं।