Ji bataryayên lîtium-îonê re bataryayên “kursiya keviran” tê gotin. Iyonên barkirî di navbera elektrodên erênî û neyînî de digerin da ku veguheztina bargiraniyê pêk bînin û hêzê bidin çerxên derveyî an barkirina ji çavkaniyek hêza derveyî.

Di dema pêvajoya barkirinê ya taybetî de, voltaja derveyî li du polên pîlê tê sepandin, û îyonên lîtiumê ji materyalê elektrodê erênî têne derxistin û dikevin elektrolîtê. Di heman demê de, elektronên zêde di kolektora pozîtîf re derbas dibin û di nav çerxa derve de diçin elektroda neyînî; îyonên lîtiumê di elektrolîtê de ne. Ew ji elektroda pozîtîf ber bi elektroda negatîf ve diçe, di diafragmayê re derbasî elektroda neyînî dibe; fîlima SEI ya ku di rûbera elektroda neyînî re derbas dibe, di nav avahiya qatkirî ya grafîtê ya elektroda neyînî de tê bicîh kirin û bi elektronan re tevdigere.

Li seranserê xebata îyon û elektronan, strukturên batterê yên ku bandorê li veguheztina barkirinê dike, çi elektrokîmyayî an fîzîkî be, dê bandorê li performansa barkirina bilez bike.

Pêdiviyên barkirina bilez ji bo hemî beşên pîlê

Di derbarê bataryayê de, heke hûn dixwazin performansa hêzê baştir bikin, divê hûn di hemî aliyên pîlê de, di nav de elektroda erênî, elektroda neyînî, elektrolît, veqetandî, û sêwirana avahîsaziyê de dijwar bixebitin.

elektroda erênî

Di rastiyê de, hema hema her cûre materyalên katodê dikare were bikar anîn da ku bataryayên barkirina bilez çêbikin. Taybetmendiyên girîng ên ku bêne garantî kirin di nav xwe de guheztin (berxwedana hundurîn kêm bikin), belavbûn (kênetîka reaksiyonê misoger bike), jiyan (nebêje), û ewlehî (nebêje) , Performansa pêvajoyê ya rast (divê qada rûbera taybetî ne pir be. mezin ji bo kêmkirina reaksiyonên alî û xizmeta ewlehiyê).

Bê guman, pirsgirêkên ku ji bo her materyalek taybetî têne çareser kirin dibe ku cûda bin, lê materyalên meyên katodê yên hevpar dikarin van hewcedariyên bi rêzek xweşbîniyê bicîh bînin, lê materyalên cûda jî cûda ne:

A. Fosfata hesin a lîtiumê dibe ku bêtir li ser çareserkirina pirsgirêkên guheztinê û germahiya nizm be. Pêkanîna pêlava karbonê, nanoîzasyona nerm (bala xwe bidinê ku ew nerm e, bê guman ne mantiqek hêsan e ku çi qas xweşiktir be), û çêkirina rêgirên ionê li ser rûyê zêran stratejiyên herî tîpîk in.

B. Madeya sêalî bi xwe xwedan gihandina elektrîkê ya nisbeten baş e, lê reaktîvîteya wê pir zêde ye, ji ber vê yekê materyalên sêdar kêm kêm xebata nano-pîvana pêk tînin (nano-kirin ji bo baştirkirina performansa materyalê ne dermanek mîna panacea ye, nemaze di qada pîlê Li Chinaînê carinan gelek antî-karanînan hene), û bêtir bal tê kişandin ser ewlehî û tepeserkirina reaksiyonên alî (bi elektrolît). Beriya her tiştî, jiyana heyî ya materyalên sêdar di ewlehiyê de ye, û qezayên ewlehiya bataryayê jî pir caran qewimîne. Pêdiviyên bilindtir bidin pêş.

C. Lithium manganate di warê jiyanê de bêtir girîng e. Di heman demê de li sûkê gelek bataryayên barkirina bilez ên litium manganate jî hene.

elektroda neyînî

Dema ku bataryayek lîtium-ion tê barkirin, lîtium ber bi elektroda neyînî ve diçe. Potansiyela pir zêde ya ku ji ber barkirina bilez û herikîna mezin çêdibe dê bibe sedem ku potansiyela elektrodê ya neyînî neyînî zêdetir bibe. Di vê demê de, zexta elektrodê neyînî ku zû lîtium qebûl bike dê zêde bibe, û meyla hilberîna dendikên lîtiumê dê zêde bibe. Ji ber vê yekê, divê elektroda neyînî ne tenê di dema barkirina bilez de belavkirina lîtiumê têr bike. Pêdivî ye ku hewcedariyên kînetîk ên pîlê lîtium ion di heman demê de pirsgirêka ewlehiyê ya ku ji ber meyla zêde ya dendikên lîtiumê ve hatî çareser kirin. Ji ber vê yekê, dijwariya teknîkî ya girîng a bingeha barkirina bilez ketina îyonên lîtiumê di elektroda neyînî de ye.

A. Heya nuha, materyalê elektrodê neyînî ya serdest di sûkê de hîn jî grafît e (ji sedî 90% ji pişka bazarê ye). Sedema bingehîn erzan e, û performansa pêvajoyek berfireh û dendika enerjiyê ya grafît bi nisbeten kêm kêmasiyan re baş in. . Bê guman, bi elektrodê neyînî ya grafît re jî pirsgirêk hene. Rûber bi elektrolîtê re bi hesas e, û reaksiyona navberkirina lîtium xwedan rêwerzek xurt e. Ji ber vê yekê, girîng e ku meriv zehf bixebite da ku aramiya strukturî ya rûyê grafît baştir bike û belavkirina îyonên lîtiumê li ser substratê pêşve bibe. ber.

B. Karbona hişk û materyalên karbonê yên nerm jî di van salên dawî de gelek pêşkeftin dîtin: materyalên karbonê yên hişk potansiyela têketina lîtiumê ya bilind heye û di materyalan de mîkropor hene, ji ber vê yekê kînetîka reaksiyonê baş e; û materyalên karbonê yên nerm bi elektrolîtê re lihevhatinek baş e, MCMB Materyal jî pir nûner in, lê materyalên karbonê yên hişk û nerm bi gelemperî bi karîgerî û lêçûnek pir kêm in (û bifikirin ku grafît heman erzan e, ez ditirsim ku ne wusa be ji hêla pîşesaziyê ve hêvîdar e), ji ber vê yekê vexwarina heyî ji grafît pir kêmtir e, û di hin taybetmendiyan de bêtir li ser pîlê tê bikar anîn.

C. Çawa li ser lîtium titanate? Bi kurtasî: avantajên lîtium titanate tîrêjiya hêza bilind, dezawantajên ewletir û eşkere ne. Tîrêjiya enerjiyê pir kêm e, û lêçûn zêde ye dema ku bi Wh tê hesibandin. Ji ber vê yekê, nêrîna battera lîtium titanate teknolojiyek bikêr e ku di demên taybetî de avantajên wê hene, lê ew ji bo gelek bûyerên ku hewcedariya lêçûn û rêza gerîdeyê hewce dike ne maqûl e.

D. Materyalên anodê yên silicon rêgezek pêşkeftinê ya girîng in, û battera nû ya 18650 ya Panasonic dest bi pêvajoya bazirganî ya van materyalan kiriye. Lêbelê, meriv çawa hevsengiyek di navbera peydakirina performansa nanometer û hewcedariyên gelemperî yên asta mîkronê yên materyalên têkildarî pîşesaziya batterê de hîn jî karekî dijwartir e.

Diaphragm

Di derbarê bataryayên cûrbecûr de, xebata bi rêjeyên bilind hewcedariyên bilindtir li ser ewlehî û jiyana wan ferz dike. Teknolojiya kişandina diafragmê nikare were dorpêç kirin. Diafragmayên bi seramîk ên pêçandî bi lez û bez têne derxistin ji ber ewlehiya wan a zêde û şiyana vexwarina nepakiyên di elektrolîtê de. Bi taybetî, bandora başkirina ewlehiya bataryayên sêalî bi taybetî girîng e.

Pergala herî girîng a ku niha ji bo diafragmayên seramîk tê bikar anîn ev e ku perçeyên aluminayê li ser rûyê diafragmayên kevneşopî bixin. Rêbazek nisbeten nû ev e ku fîberên elektrolîtê yên zexm li ser diafragmayê bixin. Diafragmên bi vî rengî xwedan berxwedana hundurîn kêmtir in, û bandora piştgiriya mekanîkî ya diafragmayên girêdayî fiber çêtir e. Bêkêmasî, û meyla wê kêmtir e ku di dema karûbarê de porên diafragmê asteng bike.

Piştî kişandinê, diafragma xwedan aramiyek baş e. Ger germahî nisbeten bilind be jî, ew ne hêsan e ku meriv piçûk bibe û deforme bike û bibe sedema qutbûnek. Jiangsu Qingtao Energy Co., Ltd., ku ji hêla piştgiriya teknîkî ya koma lêkolînê ya Nan Cewen ya Dibistana Materyal û Materyalên Zanîngeha Tsinghua ve hatî piştgirî kirin, di vî warî de hin nûner hene. Di xebatê de, diafragma di wêneya jêrîn de tê nîşandan.

Elektrolît

Elektrolît bandorek mezin li ser performansa bataryayên lîtium-ionê yên bilez-barkirî heye. Ji bo ku îstîqrar û ewlehiya pîlê di bin barkirina bilez û herikîna zêde de were bicîh kirin, elektrolît pêdivî ye ku taybetmendiyên jêrîn bicîh bîne: A) nayê hilweşandin, B) guheztina bilind, û C) ji materyalên erênî û neyînî re bêhêz e. Reaksîyon bikin an hilweşînin.

Ger hûn dixwazin van daxwazan bicîh bînin, ya sereke ev e ku hûn lêzêde û elektrolîtên fonksiyonel bikar bînin. Mînakî, ewlehiya bataryayên barkirina bilez ên sêalî pir jê bandor dibe, û pêdivî ye ku meriv cûrbecûr lêzêdekên dijî-germahiya bilind, êgir-retardant, û li dijî barkirinê li wan zêde bike da ku ewlehiya wê heya radeyekê baştir bike. Pirsgirêka kevn û dijwar a bataryayên lîtium tîtanate, felqbûna germahiya bilind, di heman demê de pêdivî ye ku ji hêla elektrolîta fonksiyonel a germahiya bilind ve were başkirin.

Sêwirana avahiya battery

Stratejiyek optîmîzekirinê ya tîpîk celebê pêlêdana VS-ê ye. Elektrodên pîlê stûyê bi têkiliyek paralel re hevwate ne, û celebê pêlhev bi girêdanek rêzê re wekhev e. Ji ber vê yekê, berxwedana navxweyî ya berê pir piçûktir e û ji bo celebê hêzê maqûltir e. fersend.

Digel vê yekê, hewldan dikarin li ser hejmara tabloyan werin kirin da ku pirsgirêkên berxwedana hundurîn û belavkirina germê çareser bikin. Digel vê yekê, karanîna materyalên elektrodê bi rêkûpêk bilind, karanîna bêtir rêgezên veguhêz, û kişandina elektrodên ziravtir jî stratejiyên ku dikarin bêne hesibandin in.

Bi kurtasî, faktorên ku bandorê li tevgera barkirinê di hundurê pîlê de û rêjeya ketina qulikên elektrodê dikin dê bandorê li şiyana barkirina bilez a bataryayên lîtium-ion bike.

Pêşniyara rêyên teknolojiya barkirina bilez ji bo hilberînerên sereke

Serdema Ningde

Di derbarê elektroda erênî de, CATL teknolojiya “tora super elektronîkî” pêş xist, ku dike ku fosfata hesinê lîtium xwedan guheztina elektronîkî ya hêja ye; li ser rûbera grafîtê elektroda neyînî, teknolojiya “zengila îyona bilez” tê bikar anîn da ku grafît biguhezîne, û grafîta guherî hem barkirina super bilez û hem jî bilind dihesibîne. hilber di dema barkirina bilez de, da ku ew xwedan kapasîteya barkirina bilez a 4-5C be, 10-15 hûrdeman barkirin û barkirina bilez pêk bîne, û dikare zencîra enerjiyê ya asta pergalê ji 70wh/kg ji jordetirî 10,000wh/kg misoger bike, bigihîje jiyana XNUMX Cycle.

Di warê rêveberiya germî de, pergala rêveberiya wê ya germî bi tevahî “navbera barkirina bi tenduristî” ya pergala kîmyewî ya sabît di germahiyên cihêreng û SOC-an de nas dike, ku germahiya xebitandinê ya bataryayên lîtium-ion pir berfireh dike.

Waterma

Waterma di van demên dawî de ne ewqas baş e, em tenê li ser teknolojiyê biaxivin. Waterma fosfatê hesinê lîtiumê bi pîvanek piçûktir bikar tîne. Heya nuha, fosfata hesinê lîtiumê ya hevpar a li sûkê xwedan mezinahiya perçeyê di navbera 300 û 600 nm de ye, dema ku Waterma tenê 100 heta 300 nm fosfata hesinê lîtium bikar tîne, ji ber vê yekê îyonên lîtiumê dê hebin Her ku leza koçberiyê zûtir be, ew qas mezin dibe. barkirin û derxistin. Ji bo pergalên ji bilî bataryayên, sêwirana pergalên rêveberiya germî û ewlehiya pergalê xurt bikin.

Hêza Mîkro

Di rojên destpêkê de, Weihong Power lîtium titanate + karbona pêkhatî ya porez bi strûktûra spinelê hilbijart ku dikare li ber barkirina bilez û heyama bilind wekî materyalê elektrodê neyînî bisekinin; ji bo ku pêşî li tehlûkeya hêza bilind a li ser ewlehiya pîlê di dema barkirina bilez de bigire, Weihong Power Têkelkirina elektrolîta neşewitî, teknolojiya diafragmayê ya bi porozîte û bilind-perme û teknolojiya şilavê ya kontrolkirina termal a aqilmend STL, ew dikare ewlehiya pîlê misoger bike. dema ku pîlê zû tê barkirin.

Di sala 2017-an de, wê nifşek nû ya bataryayên tîrêjê yên enerjiyê yên bilind ragihand, ku materyalên katodê manganate lîtium bi kapasîteya bilind û hêzdar bikar tîne, bi dendika enerjiyê ya yekane 170wh/kg, û gihîştina barkirina bilez a 15 hûrdemî. Armanc ew e ku pirsgirêkên jiyan û ewlehiyê li ber çavan bigirin.

Zhuhai Yinlong

Lithium titanate anode ji bo germahiya xebitandinê ya berfireh û rêjeya bar-dakêşana mezin tê zanîn. Li ser rêbazên teknîkî yên taybetî daneyên zelal tune. Ji xebatkarên li pêşangehê re tê axaftin, tê gotin ku barkirina wê ya bilez dikare bigihîje 10C û temenê wê 20,000 carî ye.

Pêşeroja teknolojiya barkirina bilez

Ma teknolojiya barkirina bilez a wesayîtên elektrîkê rêgezek dîrokî ye an fenomenek demkurt e, bi rastî, nuha ramanên cihêreng hene, û encamek tune. Wekî rêbazek alternatîf ji bo çareserkirina xemgîniya mîlê, ew li ser heman platformê bi dendika enerjiya batterê û lêçûna giştî ya wesayîtê tê hesibandin.

Tîrêjiya enerjiyê û performansa barkirina bilez, di heman pîlê de, dikare were gotin ku du rêgezên hevgirtî ne û di heman demê de nayên bidestxistin. Lêgerîna danûstendina enerjiya bataryayê niha serwer e. Dema ku tîrêjiya enerjiyê têra xwe zêde be û kapasîteya pîlê ya wesayitek têra xwe mezin be ku pêşî li “xemgîniya rêzê” bigire, dê daxwaziya performansa barkirina rêjeya bataryayê kêm bibe; di heman demê de, heke hêza pîlê mezin be, heke lêçûna pîlê her kîlovat-saetê têra xwe kêm nebe, wê hingê pêdivî ye? Kirîna elektrîkê ya Ding Kemao ya ku ji bo “ne fikaran” têra xwe dike, ji xerîdaran re hewce dike ku bijartinek bikin. Heke hûn li ser wê difikirin, barkirina bilez xwedî nirx e. Nêrînek din lêçûna tesîsên barkirina bilez e, ku bê guman beşek ji lêçûna tevahiya civakê ye ji bo pêşvebirina elektrîkê.

Ma teknolojiya barkirina bilez dikare di astek mezin de were pêşve xistin, tîrêjiya enerjiyê û teknolojiya barkirina bilez a ku zû pêş dikeve, û du teknolojiyên ku lêçûn kêm dikin, dibe ku di paşeroja wê de rolek diyarker bilîzin.