Aké sú vyspelé technológie pre lítium-iónové batérie?

1. Plná životnosť2+
V súčasnosti sa na trhu používajú tekuté lítium-iónové batérie, preto sa nazývajú aj tekuté lítium-iónové batérie. Stručne povedané, ide o úplne polovodičovú lítium-iónovú batériu. Všetky jeho komponenty sú pevné a tuhé elektrolyty nahrádzajú tekuté elektrolyty a separátory tradičných lítium-iónových batérií.
V porovnaní s tekutými lítium-iónovými batériami majú úplne tuhé elektrolyty nasledujúce výhody: Má veľmi dobrú bezpečnosť a odolnosť voči teplu a môže pracovať dlhú dobu v rozsahu 60-120 stupňov. Široké elektrochemické okno, do 5 V, môže byť prispôsobené vysokonapäťovým materiálom; iba lítiové ióny, žiadne elektróny; má jednoduchý chladiaci systém a vysokú hustotu chladenia; vhodné pre ultratenké a flexibilné batérie. Ale jeho nedostatky sú tiež zrejmé, to znamená, že batéria má nízku vodivosť na jednotku plochy, nízky špecifický výkon pri izbovej teplote a vysoké náklady. Veľkokapacitné batérie sa ťažko industrializujú.
Hustota výkonu, stabilita cyklu, bezpečnostný výkon, výkon pri vysokých a nízkych teplotách a životnosť plne pevných lítium-iónových batérií úzko súvisia s výkonom materiálu elektrolytu. Pevné elektrolyty možno rozdeliť na polymérne elektrolyty (zvyčajne zložené z PEO, LiTFSI atď.) a anorganické elektrolyty (ako sú oxidy a sulfidy). Technológia celopevných batérií sa považuje za kľúč k ďalšiemu vývoju. S postupujúcim vývojom technológie budú všetky problémy vyriešené.

2. Batéria s vysokou hustotou energie z ternárneho materiálu
S vývojom technológie lítium-iónových batérií s vysokou hustotou energie pritiahli ternárne katódové materiály širokú pozornosť. Ternárne katódové materiály sú široko používané v oblasti akumulácie energie kvôli ich vysokej špecifickej kapacite, dobrej stabilite cyklu a nízkej cene. Hustotu energie ternárneho katódového materiálu možno efektívne zvýšiť zvýšením napätia batérie a obsahu niklového prvku v materiáli.
Teoreticky majú ternárne materiály prirodzené výhody pri vysokom napätí: štandardná hodnota ternárnych katódových materiálov je 4,35 V. Pri tejto hodnote si ternárne materiály môžu tiež udržať dobrú stabilitu cyklu. Keď sa nabíjacie napätie zvýši na 4,5 V, kapacita symetrického materiálu (333, 442) môže dosiahnuť 190 a výkon cyklu je tiež dobrý, zatiaľ čo výkon cyklu (532) je o niečo horší; keď napätie dosiahne 4,6 V, ternárny materiál má Cyklický výkon začína degradovať a napučiavanie sa stáva závažnejším. V súčasnosti je praktická aplikácia ternárnych vysokonapäťových katódových materiálov obmedzená vysokonapäťovým elektrolytom.
By increasing the Ni content to increase the energy density of the ternary system, high Ni ternary systems are currently commonly used, that is, high Ni ternary systems with Ni mole fraction >0.6. Tento systém má výhody vysokej špecifickej kapacity a nízkych nákladov, ale má problémy so skladovaním. Lítium má problémy, ako je slabá schopnosť a slabá tepelná stabilita. Preto je jeho úprava efektívnym spôsobom, ako zlepšiť jeho výkon. Mikronano veľkosť a morfológia sú dôležitými faktormi, ktoré určujú výkon ternárnych katód s vysokým Ni. Existujúci výskum získava hlavne sférické častice malej veľkosti a vysokej špecifickej plochy povrchu prostredníctvom rovnomernej disperzie na povrchu elektródy.