Против позадине глобалне транзиције енергије, литијумске ћелије батерије, као основна јединица за складиштење енергије, постала је кључна покретачка снага за развој нове енергетске индустрије технолошким иновацијама. Из иновација материјалног система оптимизацијом структурног дизајна, а затим на надоградње процеса производње литијумске батерије у току свеобухватним технолошким пробојем, непрестано шире своје границе перформанси како би се задовољиле растуће потражњу на тржишту.
Инноватион материјала: преобликовање камен темељац перформанси батерије
Позитивни материјал за електроде: Напредни пут високог и литијум-гвожђе фосфата
Високе никалне теровине заузимају важан положај у пољима високоенергетске потражње, као што су електрична возила због своје високе предности густине енергије. Повећањем садржаја никла, као што су развој и примена НЦМ811 (омјер никла кобалта мангана 8: 1: 1), па чак и виши материјали никла, енергетска густина ћелија батерије је значајно побољшана. Међутим, топлотна питања стабилности узрокована високим никлом не могу се занемарити. Истраживачи су побољшали НЦМ811 материјал методама попут елемената допинг и површински премаз. На пример, слој алуминијум оксида (АЛ ₂ О3) је пресвучен на површини НЦМ811 материјала, ефикасно потискује конструкцијску фазу прелазу и литијумске никлане мешање на високим температурама, унапређивањем топлотне стабилности и повећавајући стопу задржавања капацитета батерије са 70% на више од 85% у бициклистичкој тестовима високог температуре.
Материјал литијум-гвожђе фосфат (ЛФП) се широко користи у складишту енергије и неким пољима напајања са релативно ниским захтевима енергије због свог одличног живота безбедности, дугог циклуса живота и трошкова. Последњих година електронска проводљивост и дифузију литијум-јонске дифузије ЛФП-а значајно су побољшани, а енергетска густина је такође побољшана у одређеној мери употребом наноматеријала, угљеника и нових проводљивих адитива. Нове ћелије батерије за ЛФП развиле су нека предузећа имају енергетску густину већа од 200Вх \/ кг, приближавајући се нивоу неке трајне батерије и живот циклуса од преко 8000 пута, даљњим консолидацијом своје конкурентности на одређеним тржиштима.
Негативни материјал за електроду: Силицијумно и графитни композит отвара ново поглавље
Традиционалне графитне негативне електроде више нису у стању да испуне већу потрагу за густошћу енергије ћелија. Материјали засновани на силикону постали су истраживачки хотспот због њиховог ултра-високог теоријског специфичног капацитета (до 4200мАх \/ г, око 10 пута од графита). Међутим, силицијум је подвргнут значајној проширивању јачине звука (до 300%) током процеса пуњења и пражњења, што доводи до оштећења структуре електроде и пропадање брзе капацитете. Да би се решили овај проблем, појавили су се негативни материјали за негативне електроде силицијум угљеника. Средним расипањем силицијумског наночестица у графитној матрици и коришћењем посебног поступка премаза, промена силицијума запремине је у току ефикасно ублажена. Нека предузећа су постигла масовну производњу и примену материјала за негативне електроде силицијумних угљеника, а енергетска густина ћелија опремљених овим материјалом повећана је за 15% -20%, пружајући изведив пут за постизање литијумских батерија са високим енергијом.
Инноватион структурног дизајна: Побољшање свеобухватне перформансе батеријских ћелија
Бесплатно модул (ЦТП) и трансформација структуре батерије батерије
Фрее (ЦТП) Модуле (ЦТП) Елиминише традиционалну вишеслојну структуру батеријских ћелија на модуле, а затим на батеријске пакете и интегришеће ћелије батерије директно у батерију, у великој мери унапређења простора и енергетске густине батерије. На пример, ЦТП батеријски систем одређеног предузећа смањио је број компоненти за 40%, повећао је густину волуметријске енергије за 15% -20%, повећану ефикасност производње за 50% и смањени трошкови производње. Батерије сечива су посебна врста дуге и танке ћелијске структуре која постиже високу употребу простора и побољшану сигурност директно уређење ћелија вишеструких сечива у батерију. Батерије сечива не запали или пуше током тестирања пробој игле, значајно боље од традиционалних цилиндричних и квадратних ћелија, доносећи квалитативни скок на безбедносне перформансе електричних возила.
Оптимизација и надоградња ламинираних и рана
Пословљене ћелије структуре добро се пружају у високим моћи примјенама због великог контакта између електрода и ниског унутрашњег отпора. Нови процес ламинирања доноси аутоматизовану и високо прецизну опрему за побољшање ефикасности ламинирања и доследности и смањити флуктуације квалитета узроковане ручним операцијама. У међувремену, оптимизацијом броја слојева и величине електроде, перформансе ћелије батерије могу се даље побољшати. Батерија за структуру ране батерије има предности у доспећу процеса и ефикасности производње. Побољшавањем опрема за навијање и процесне параметре, као што су коришћење разређивача и електрода, тачност намотавања може се побољшати, што је резултирало повећањем енергетске густине и животни век батерије. Неке компаније комбинују ламиниране и ране структуре за развој хибридне структуре батеријских ћелија које комбинују предности и задовољавају потребе различитих сценарија апликација.
Иновација производње процеса: Осигуравање квалитета и доследности ћелија
Дигитализација и интелигентна производња побољшавају тачност производње
Дигиталне и интелигентне технологије се широко користе у производном процесу ћелија литијумске батерије. Аутоматизована контрола и праћење података у реалном времену постигнути су у свим фазама, од серије сировина, превлака електрода, намотавање \/ ламинирање на монтажу ћелија, ињекције ињекције течности и хемијских конверзија. Успостављањем дигиталног модела, кључних параметара као што је температура, притисак, влажност, дебљина премаза и натезање намотавања у процесу производње могу се тачно контролисати како би се осигурала доследност у квалитету производа. На пример, опрема за интелигентну премазивање користи сензоре за надгледање дебљине превлачења у реалном времену и аутоматски прилагођавају системе за контролу превлачења путем система контроле повратних информација, одржавање грешака дебљине премаза у оквиру ± 2 μ м, у великој мери побољшања квалитета електрода и побољшања укупне перформансе и поузданост батерија.
Напредна технологија тестирања осигурава квалитет ћелија батерије
Да би се осигурао висок квалитет ћелија литијумске батерије, напредна технологија тестирања пролази кроз целокупни процес производње. У процесу испитивања сировина, рендгенски дифракција (КСРД), скенирање електронске микроскопије (СЕМ) и друге методе користе се за анализу микроструктуре и састава позитивних и негативних материјала електрода, електролита итд., Како би се осигурало да квалитет сировина испуњава стандарде. Током производног процеса батеријских ћелија, висока прецизна отпорност, капацитет за мерење индуктивности и тестери за мерење батерије користе се за праћење параметара електричних перформанси ћелија у реалном времену. У готовом фази тестирања производа, свеобухватна процена перформанси ћелије батерије се врши помоћу система за пуњење и пражњење, убрзана опрема за испитивање старења, термичким уређајима за тестирање итд. Истовремено, велика анализа података и алгоритми вештачке интелигенције уносе се у дубоко поента за откривање мина, постизање сљедивости квалитета и предиктивно одржавање производног процеса, ефикасно смањују стопе оштећења производа и побољшали ефикасност и економске користи.