2.3 Ontwikkelingstrend van lithium-ion-batterijtechnologie

Nov 20, 2020 Laat een bericht achter


https://www.jonyautoparts.com/hybrid-battery/

Lithium-ionbatterij bestaat hoofdzakelijk uit vier delen: positief elektrodemateriaal, negatief elektrodemateriaal, elektrolyt enbatterijscheidingsteken

De kathodematerialen die momenteel worden gebruikt en ontwikkeld voor lithiumbatterijen omvatten voornamelijk lithiumkobaltoxide, lithiumnikkelkobaltoxide, ternaire materialen van nikkel-mangaan-kobalt, lithiummangaanoxide van het spineltype en lithiumijzerfosfaat van het olivijntype. Volgens de classificatie van kathodematerialen zijn er drie hoofdroutes voor de ontwikkeling van lithium-ion-accu's: gemodificeerd lithiummanganaat, ternair materiaal en lithiumijzerfosfaat. Momenteel is lithiumkobaltoxide nog steeds de belangrijkste kracht op het gebied van kathodematerialen voor kleine lithiumbatterijen, die voornamelijk worden gebruikt in traditionele 3C-velden (computer-, communicatie- en consumentenelektronica); ternaire materialen en lithiummangaanoxide worden voornamelijk gebruikt in elektrisch gereedschap, elektrische fietsen en elektrische voertuigen. In Japan en Zuid-Korea is de technologie als stroomaccu relatief volwassen; lithiumijzerfosfaat wordt voornamelijk gebruikt in de huishoudelijke stroombatterijveld, en wordt ook gebruikt in de energieopslag van het basisstation en datacenter, energieopslag voor thuis, opslag van fotovoltaïsche windenergie en andere velden

De ontwikkeling van producttechnologie voor lithiumbatterijen zal de volgende trends laten zien

(1) Lithiumkobaltoxide zal geleidelijk worden vervangen door ternaire materialen. Ternaire materialen combineren de voordelen van lithiumkobaltoxide, lithiumnikkeloxide en lithiummanganaatmaterialen en hebben een prijsvoordeel. Hoewel het eerste model Roadster van Tesla' 18650 lithium-kobaltoxide-batterijen gebruikte toen het werd gelanceerd, gebruikte het tweede in massa geproduceerde model, Model S, Panasonic aangepaste ternaire materiaalbatterijen, namelijk nikkel-kobalt-aluminium ternaire kathodemateriaalbatterijen. De hoge kosten van lithium-kobaltoxidebatterijen zijn overduidelijk in de vergelijking van de twee modellen voor en na Tesla. Model S gebruikt meer dan 8.000 accu's, dat zijn er meer dan 1.000 meer dan Roadster, maar de kosten zijn met 30% gedaald. Momenteel worden ternaire NCM-materialen voor krachtige lithiumbatterijen op grote schaal in het buitenland gebruikt, maar Chinese bedrijven hebben nog geen massaproducten geproduceerd.

(2) Het aandeel lithiummanganaat zal toenemen. In vergelijking met lithiumkobaltoxide-kathodematerialen heeft lithiummangaanoxide de voordelen van overvloedige grondstoffen, lage prijs en niet-toxiciteit. Het nadeel van gelaagd lithiummangaanoxide LiMnO₂ dat als positief elektrodemateriaal voor lithium-ionbatterijen wordt gebruikt, is dat, hoewel de capaciteit hoog is, het bij hoge temperaturen instabiel is en gemakkelijk kan worden omgezet in een spinelstructuur tijdens het laden en ontladen. in overmatig capaciteitsverval. De toepassing van lithiummanganaatmaterialen is geconcentreerd op de markt voor consumentenbatterijen en stroombatterijen zijn voornamelijk elektrische fietsbatterijen.

(3) Lithiumijzerfosfaat heeft nog veel ruimte voor technologische verbetering. De prestaties bij lage temperaturen en de ontlading van lithiumijzerfosfaatkathodematerialen kunnen het niveau van lithiumkobaltoxide bereiken, en het is ook een veelbelovend vermogenbatterijmateriaal op dit moment. Vanwege technische knelpunten zijn de consistentie en de energiedichtheid van de lithium-ijzerfosfaatbatterijen echter laag. In China zijn er relatief volwassen lithiumijzerfosfaat-energieopslagsystemen, maar de huidige industriële ontwikkeling van lithiumijzerfosfaatmaterialen in China is nog steeds lager dan het niveau van ontwikkelde landen.

Op het gebied van de kathodemateriaalindustrie voor energiebatterijen passen energiebatterijbedrijven in China, Japan, Zuid-Korea en de Verenigde Staten verschillende materiaalsystemen toe; Chinese bedrijven gebruiken voornamelijk lithiumijzerfosfaat en Japanse en Koreaanse bedrijven gebruiken voornamelijk lithiummangaanoxide en ternaire materialen. De verwachting is dat in 2015 het aandeel ternaire materialen in de kathodematerialen zal stijgen tot 35%, het aandeel lithiummanganaat zal stijgen tot 30% en het aandeel lithiumkobaltoxide zal dalen tot 25%.

https://www.jonyautoparts.com/hybrid-battery/