Baterei litium-ion diarani baterei “tipe kursi goyang”. Ion daya pindhah antarane elektrods positif lan negatif kanggo éling transfer daya lan sumber daya kanggo sirkuit njaba utawa daya saka sumber daya external.

Sajrone proses ngisi daya tartamtu, voltase eksternal ditrapake ing rong kutub baterei, lan ion lithium diekstrak saka bahan elektroda positif lan mlebu elektrolit. Ing wektu sing padha, keluwihan elektron ngliwati kolektor saiki positif lan pindhah menyang elektroda negatif liwat sirkuit njaba; ion litium ana ing elektrolit. Obah saka elektroda positif menyang elektroda negatif, ngliwati diaphragm menyang elektroda negatif; film SEI liwat lumahing elektroda negatif ditempelake ing struktur lapisan grafit saka elektroda negatif lan nggabungke karo elektron.

Saindhenging operasi ion lan elektron, struktur baterei sing mengaruhi transfer daya, apa elektrokimia utawa fisik, bakal mengaruhi kinerja daya cepet.

Syarat ngisi daya cepet kanggo kabeh bagean baterei

Babagan baterei, yen sampeyan pengin nambah kinerja daya, sampeyan kudu kerja keras ing kabeh aspek baterei, kalebu elektroda positif, elektroda negatif, elektrolit, separator, lan desain struktural.

elektroda positif

Nyatane, meh kabeh jinis bahan katoda bisa digunakake kanggo nggawe baterei kanthi cepet. Properti penting sing kudu dijamin kalebu konduktivitas (ngurangi resistensi internal), difusi (njamin kinetika reaksi), urip (aja nerangake), lan safety (aja nerangake), Kinerja pangolahan sing tepat (area permukaan spesifik ora kudu banget. gedhe kanggo ngurangi reaksi sisih lan ngawula safety).

Mesthi wae, masalah sing kudu ditanggulangi kanggo saben materi tartamtu bisa uga beda-beda, nanging bahan katoda umum kita bisa nyukupi syarat kasebut liwat serangkaian optimasi, nanging bahan sing beda uga beda:

A. Lithium wesi fosfat bisa uga luwih fokus ing mecahaken masalah saka konduktivitas lan suhu kurang. Nindakake lapisan karbon, nanoisasi moderat (cathetan yen moderat, mesthine ora logika prasaja yen luwih apik luwih apik), lan pembentukan konduktor ion ing permukaan partikel minangka strategi sing paling khas.

B. Materi ternary dhewe nduweni konduktivitas listrik sing relatif apik, nanging reaktivitase dhuwur banget, mula bahan ternary arang nindakake karya skala nano (nano-isasi ora minangka antidote kaya panacea kanggo ningkatake kinerja materi, utamane ing lapangan baterei Ana kadhangkala akeh anti-nggunakake ing China), lan manungsa waé liyane mbayar kanggo safety lan dipatèni reaksi sisih (karo elektrolit). Sawise kabeh, umur bahan ternary saiki ana ing safety, lan kacilakan safety baterei anyar uga kerep kedadeyan. Sijine syarat sing luwih dhuwur.

C. Lithium manganate luwih penting babagan umur layanan. Ana uga akeh baterei kanthi cepet adhedhasar lithium manganate ing pasar.

elektroda negatif

Nalika baterei lithium-ion diisi, lithium pindhah menyang elektroda negatif. Potensial sing dhuwur banget sing disebabake kanthi cepet lan arus gedhe bakal nyebabake potensial elektroda negatif dadi luwih negatif. Ing wektu iki, tekanan elektroda negatif kanggo cepet nampa lithium bakal nambah, lan cenderung kanggo generate dendrites lithium bakal nambah. Mulane, elektroda negatif kudu ora mung gawe marem panyebaran lithium nalika ngisi daya cepet. Keperluan kinetika baterei lithium ion uga kudu ngatasi masalah safety sing disebabake dening tambah kecenderungan dendrit lithium. Mulane, kangelan technical penting inti daya cepet punika selipan ion lithium ing elektroda negatif.

A. Saiki, materi elektroda negatif sing dominan ing pasar isih grafit (kira-kira 90% saka pangsa pasar). Alesan dhasar murah, lan kinerja pangolahan lengkap lan kapadhetan energi grafit relatif apik, kanthi kekurangan sing relatif sithik. . Mesthi, ana uga masalah karo elektroda negatif grafit. Lumahing relatif sensitif marang elektrolit, lan reaksi interkalasi lithium nduweni arah sing kuat. Mulane, penting kanggo kerja keras kanggo nambah stabilitas struktur permukaan grafit lan ningkatake panyebaran ion lithium ing substrate. arah.

B. Karbon keras lan bahan karbon alus uga katon akeh pembangunan ing taun-taun pungkasan: bahan karbon keras duweni potensi selipan lithium sing dhuwur lan duwe mikropori ing bahan kasebut, saengga kinetika reaksi apik; lan bahan karbon alus duwe kompatibilitas apik karo elektrolit, MCMB Bahan uga banget wakil, nanging bahan karbon hard lan alus umume kurang ing efficiency lan dhuwur ing biaya (lan mbayangno sing grafit padha mirah, aku wedi yen ora. duwe pengarep-arep saka sudut pandang industri), supaya konsumsi saiki luwih murah tinimbang grafit, lan luwih akeh digunakake ing sawetara spesialisasi ing baterei.

C. Kepiye babagan lithium titanate? Sedhela: kaluwihan lithium titanate yaiku kapadhetan daya dhuwur, luwih aman, lan cacat sing jelas. Kapadhetan energi kurang banget, lan biaya dhuwur yen diwilang dening Wh. Mulane, sudut pandang baterei lithium titanate minangka teknologi sing migunani kanthi kaluwihan ing acara-acara tartamtu, nanging ora cocok kanggo akeh kesempatan sing mbutuhake biaya dhuwur lan jangkoan jelajah.

D. Bahan anoda silikon minangka arah pangembangan penting, lan baterei 18650 anyar Panasonic wis miwiti proses komersial bahan kasebut. Nanging, carane entuk imbangan antarane nguber kinerja nanometer lan syarat micron-tingkat umum bahan-related industri baterei isih tugas luwih tantangan.

Diaphragm

Babagan baterei jinis daya, operasi dhuwur saiki mbutuhake syarat sing luwih dhuwur kanggo safety lan umure. Teknologi lapisan diafragma ora bisa dihindari. Diafragma sing dilapisi keramik kanthi cepet diusir amarga safety dhuwur lan kemampuan kanggo ngonsumsi impurities ing elektrolit. Utamane, efek ningkatake keamanan baterei ternary utamane penting.

Sistem paling penting sing saiki digunakake kanggo diafragma keramik yaiku kanggo nutupi partikel alumina ing permukaan diafragma tradisional. Cara sing relatif anyar yaiku kanggo nutupi serat elektrolit padhet ing diafragma. Diafragma kasebut duwe resistensi internal sing luwih murah, lan efek dhukungan mekanik saka diafragma sing ana gandhengane karo serat luwih apik. Banget, lan nduweni kecenderungan sing luwih murah kanggo mblokir pori-pori diafragma sajrone layanan.

Sawise nutupi, diafragma nduweni stabilitas sing apik. Sanajan suhu relatif dhuwur, ora gampang nyusut lan deform lan nyebabake sirkuit cendhak. Jiangsu Qingtao Energy Co., Ltd. didhukung dening dhukungan teknis saka klompok riset Nan Cewen saka Sekolah Bahan lan Bahan Universitas Tsinghua duwe perwakilan babagan iki. Nganggo, diafragma ditampilake ing gambar ing ngisor iki.

Elektrolit

Elektrolit duweni pengaruh gedhe ing kinerja baterei lithium-ion sing cepet diisi. Kanggo njamin stabilitas lan safety baterei ing daya cepet lan arus dhuwur, elektrolit kudu ketemu karakteristik ing ngisor iki: A) ora bisa decomposed, B) konduktivitas dhuwur, lan C) inert kanggo bahan positif lan negatif. Reaksi utawa dissolve.

Yen sampeyan pengin nyukupi syarat kasebut, kuncine yaiku nggunakake aditif lan elektrolit fungsional. Contone, safety baterei cepet-ternary kena pengaruh banget, lan perlu kanggo nambah macem-macem anti-suhu dhuwur, flame-retardant, lan aditif anti-overcharge kanggo nambah safety kanggo ombone tartamtu. Masalah lawas lan angel baterei lithium titanate, flatulence suhu dhuwur, uga kudu ditingkatake dening elektrolit fungsional suhu dhuwur.

Desain struktur baterei

Strategi optimasi sing khas yaiku jinis gulungan VS sing ditumpuk. Elektroda saka baterei dibandhingke padha karo hubungan podo, lan jinis nduwurke tumpukan iku padha karo sambungan seri. Mulane, resistance internal saka mantan luwih cilik lan luwih cocok kanggo jinis daya. wusana.

Kajaba iku, efforts bisa digawe ing nomer tab kanggo ngatasi masalah saka resistance internal lan boros panas. Kajaba iku, nggunakake bahan elektroda konduktivitas dhuwur, nggunakake agen konduktif liyane, lan lapisan elektroda tipis uga Sastranegara sing bisa dianggep.

Ing cendhak, faktor sing mengaruhi gerakan pangisian daya ing baterei lan tingkat selipan saka bolongan elektroda bakal mengaruhi kemampuan daya cepet saka baterei lithium-ion.

Ringkesan rute teknologi pangisi daya cepet kanggo produsen utama

jaman Ningde

Babagan elektroda positif, CATL ngembangake teknologi “jaringan elektronik super”, sing ndadekake fosfat wesi lithium duwe konduktivitas elektronik sing apik; ing lumahing grafit elektroda negatif, teknologi “ring ion cepet” digunakake kanggo ngowahi grafit, lan grafit dipunéwahi njupuk menyang akun loro daya super cepet lan dhuwur Kanthi karakteristik Kapadhetan energi, elektroda negatif maneh wis gedhe banget dening- produk sak cepet daya, supaya wis 4-5C kapasitas daya cepet, nyadari 10-15 menit cepet daya lan daya, lan bisa njamin Kapadhetan energi saka tingkat sistem ndhuwur 70wh / kg, nampa 10,000 siklus urip.

Ing babagan manajemen termal, sistem manajemen termal kanthi lengkap ngenali “interval pangisian daya sing sehat” saka sistem kimia tetep ing suhu lan SOC sing beda-beda, sing nggedhekake suhu operasi baterei lithium-ion.

Waterma

Waterma akhir-akhir iki ora apik, ayo ngomong babagan teknologi. Waterma nggunakake lithium wesi fosfat kanthi ukuran partikel sing luwih cilik. Saiki, fosfat wesi lithium umum ing pasar nduweni ukuran partikel antarane 300 lan 600 nm, dene Waterma mung nggunakake fosfat wesi lithium 100 nganti 300 nm, dadi ion lithium bakal duwe kecepatan migrasi sing luwih cepet, arus sing luwih gedhe bisa dadi. diisi lan dibuwang. Kanggo sistem liyane saka baterei, ngiyataken desain sistem manajemen termal lan safety sistem.

Daya Mikro

Ing dina wiwitan, Weihong Power milih lithium titanate + karbon komposit keropos karo struktur spinel sing bisa tahan daya cepet lan dhuwur saiki minangka materi elektroda negatif; Supaya kanggo nyegah ancaman saka daya dhuwur saiki kanggo safety baterei sak daya cepet, Weihong Power Nggabungke non-kobong elektrolit, dhuwur-porositas lan dhuwur-permeabilitas teknologi diaphragm lan STL cerdas kontrol termal teknologi adi, iku bisa njamin safety saka baterei nalika baterei cepet diisi.

Ing 2017, ngumumake generasi anyar saka baterei Kapadhetan energi dhuwur, nggunakake kapasitas dhuwur lan bahan katoda lithium manganate daya dhuwur, karo Kapadhetan energi siji saka 170wh/kg, lan entuk daya cepet 15 menit. Tujuane kanggo nimbang masalah urip lan safety.

Zhuhai Yinlong

Lithium titanate anode dikenal kanggo sawetara suhu operasi sudhut lan tingkat daya-discharge gedhe. Ora ana data sing jelas babagan cara teknis tartamtu. Ngomong karo staf ing pameran kasebut, ujar manawa pangisian daya cepet bisa tekan 10C lan umure 20,000 kali.

Masa depan teknologi pangisi daya cepet

Apa teknologi pangisi daya cepet saka kendaraan listrik minangka arah sejarah utawa fenomena sing cendhak, nyatane, saiki ana panemu sing beda, lan ora ana kesimpulan. Minangka cara alternatif kanggo ngatasi kuatir mileage, dianggep ing platform padha karo Kapadhetan energi baterei lan biaya kendaraan sakabèhé.

Kapadhetan energi lan kinerja pangisian daya cepet, ing baterei sing padha, bisa diarani loro arah sing ora kompatibel lan ora bisa digayuh bebarengan. Ngoyak Kapadhetan energi baterei saiki mainstream. Nalika Kapadhetan energi cukup dhuwur lan kapasitas baterei kendaraan cukup gedhe kanggo nyegah apa sing disebut “kisaran kuatir”, dikarepake kanggo kinerja ngisi daya baterei bakal suda; ing wektu sing padha, yen daya baterei gedhe, yen biaya baterei saben kilowatt-jam ora cukup kurang, banjur iku perlu? Ding Kemao tuku listrik sing cukup kanggo “ora kuwatir” mbutuhake konsumen nggawe pilihan. Yen sampeyan mikir babagan iki, pangisi daya cepet duwe nilai. Sudut pandang liyane yaiku biaya fasilitas fast charging, sing mesthi dadi bagian saka biaya kabeh masyarakat kanggo ningkatake elektrifikasi.

Apa teknologi pangisi daya cepet bisa dipromosekake kanthi skala gedhe, kapadhetan energi lan teknologi pangisi daya cepet sing berkembang kanthi cepet, lan rong teknologi sing nyuda biaya, bisa uga duwe peran penting ing masa depan.