Uudet litiumparistomateriaalit, joilla on potentiaalia tulevaisuudessa
Litiumparistomateriaaleilla on tärkeä rooli litiumakkujen tuotantoprosessissa, erityisesti tuotannon etuvaiheessa. Tuotannon etuvaiheessa tärkein vaihe on raaka-aineiden prosessointi pylväskappaleiksi. Ydinprosesseja ovat lietteen sekoittaminen, päällystäminen, valssaus, halkaisu ja pylväskappaleiden valmistus. On välttämätöntä käyttäätyhjiösekoitinsekoittaaksesi positiiviset ja negatiiviset aktiiviset materiaalit ja liuottimet lietteen valmistamiseksi, käytä elektrodien päällystyskonetta pinnoittamaan liete tasaisesti metallikalvolle ja kuivaa se sitten napakappaleiden valmistamiseksi, käytä valssauspuristinta pinnoitettujen napakappaleiden tiivistämiseen ja käytä elektrodin stanssausleikkuri napojen leikkaamiseen tarvittavaan kokoon sopeutuakseen eri akkumalleihin.
Uusien litiumakkumateriaalien tutkimus ja kehittäminen on tärkeä liikkeellepaneva voima akkuteknologian kehityksessä. Näiden uusien materiaalien kehittämisen ja käytön odotetaan edistävän litiumakkujen suorituskyvyn edelleen parantamista ja vastaavan uusien energiaajoneuvojen, energian varastointijärjestelmien ja muiden alojen tarpeisiin korkean energiatiheyden, korkean turvallisuuden ja pitkäikäisten akkujen osalta. Seuraavassa esitellään useita uusia litiumakkumateriaaleja, joilla on potentiaalia tulevaisuudessa.
1. Pii-hiilikomposiitti negatiivinen elektrodimateriaali
Digitaalisten päätelaitteiden suuri näyttö ja monipuoliset toiminnot ovat asettaneet uusia vaatimuksia akun käyttöikään. Litiumakkumateriaalien nykyinen grammakapasiteetti on alhainen, eikä se pysty vastaamaan napojen akkujen kasvavaan kysyntään. Eräänlaisena tulevaisuuden negatiivisena elektrodimateriaalina pii-hiili-komposiittimateriaalien teoreettinen grammakapasiteetti on noin 4200 mAh/g tai enemmän, mikä on yli 10 kertaa suurempi kuin negatiivisten grafiittielektrodien 372 mAh/g. Tämä materiaali voi lisätä merkittävästi akun kapasiteettia, mutta se kohtaa myös materiaalin jauhamisen ja tilavuuden laajenemisen aiheuttaman kapasiteetin menetyksen. Tällä hetkellä nämä ongelmat ratkaistaan piijauheen nanoliimauksella, pii-hiilipinnoituksella ja dopingilla.
2. Litiumtitanaatti
Litiumtitanaattiakku on litiumioniakku, jonka positiivisena elektrodin materiaalina on litiumtitanaatti ja negatiivisena elektrodin materiaalina hiilimateriaali. Perinteisiin litiumioniakkuihin verrattuna litiumtitanaattiakkujen etuna on korkeampi turvallisuus, pidempi käyttöikä ja nopeampi latausnopeus. Sen positiivisella elektrodimateriaalilla litiumtitanaatilla on korkeampi kemiallinen stabiilisuus ja lämpöstabiilisuus, mikä voi parantaa akun turvallisuutta. Litiumtitanaattiakun negatiivinen elektrodimateriaali käyttää hiilimateriaaleja, kuten luonnongrafiittia, keinotekoista grafiittia, hiilikuitua jne., joilla on suurempi ominaiskapasiteetti ja pidempi käyttöikä.
3. Grafeeni
Grafeenilla on erinomaiset sähkökemialliset ominaisuudet, suuri ominaispinta-ala sekä elektroni- ja ioninjohtavuus. Sitä voidaan soveltaa grafeenin negatiivisten elektrodien komposiittimateriaaleihin tehoakkuihin, positiivisten elektrodien johtaviin aineisiin litiumakkuihin ja grafeenitoiminnallisesti päällystettyyn alumiinifolioon jne., mikä vähentää huomattavasti akun painoa ja siten koko ajoneuvon laatua, pidentää akun käyttöikää ja parantaa huomattavasti sähköajoneuvojen matkamatkaa ja latausnopeutta. Grafeenilla, jota käytetään suoraan negatiivisena elektrodimateriaalina, on suuri ominaiskapasiteetti ja suuri lataus- ja purkunopeus.
4. Runsaasti nikkeliä sisältävät kolmikomponenttiset positiiviset elektrodimateriaalit
Runsaasti nikkeliä sisältävät kolmikomponentit materiaalit (kuten NCM811) ovat herättäneet huomiota suuren energiatiheytensä vuoksi, mutta niillä on myös haasteita turvallisuuden ja vakauden suhteen. Tutkijat ovat parantaneet suorituskykyään ja turvallisuuttaan pintapinnoituksen, dopingin ja rakenteellisen optimoinnin avulla.
5. Litiumia sisältävät mangaanipohjaiset positiiviset elektrodimateriaalit
Litiumia sisältävät mangaanipohjaiset materiaalit ovat herättäneet paljon huomiota niiden suuren grammakapasiteetin ja korkeajännitealustan vuoksi, ja niiden odotetaan murtautuvan korkean nikkelin sisältävien kolmikomponenttien energiatiheyskaton läpi. Tämä materiaali voi parantaa merkittävästi litiumakkujen energiatiheyttä, mutta sillä on myös ongelmia, kuten alhainen elektroninen johtavuus ja hidas litiumionidiffuusio. Mahdollinen ratkaisu on parantaa sitä pintapinnoituksella ja nanoliimauksella.
6. Täysin solid-state-litiumparisto
Täysin kiinteän olomuodon litiumakku käyttää kiinteää elektrolyyttiä korvaamaan perinteisen nestemäisen elektrolyytin, jolla on korkeampi turvallisuus ja energiatiheys. Tällä uudella materiaalilla on sekä korkea ioninjohtavuus että korkea elektroninen johtavuus, joka on yli 1,000 kertaa suurempi kuin perinteisillä akkumateriaaleilla, mikä parantaa merkittävästi akun yleistä suorituskykyä.
7. Orgaaniset elektrodimateriaalit
Orgaaniset elektrodimateriaalit ovat herättäneet huomiota niiden etujen, kuten uusiutuvuuden, vihreän ympäristönsuojelun, alhaisten kustannusten ja suuren kapasiteetin ansiosta. Tämän tyyppisellä materiaalilla on kuitenkin edelleen ongelmia, kuten hyvä liukoisuus elektrolyyttiin, huono johtavuus ja alhainen tiheys. Sen materiaaliset ominaisuudet, toimintamekanismi, rakenne-aktiivisuussuhde jne. on vielä ymmärrettävä syvästi.
Acey new energy on ammattimainen toimittaja, joka on erikoistunutLitiumAkkulaboratoriokone, Akkumateriaalit, Akun kokoonpanokone ja tarjoamme yhden luukun ratkaisun sylinterimäisen akun kokoonpanolinjalle ja litiumioniakkujen valmistuslaitteisiin. Jos olet kiinnostunut, ota rohkeasti yhteyttä.
