Istoricul dezvoltării bateriilor cu litiu
După decenii de dezvoltare, bateriile cu litiu au fost utilizate pe scară largă și dezvoltate energic. Acum au devenit un substitut pentru sursele tradiționale de energie. Prin ce fel de proces de dezvoltare au trecut bateriile cu litiu? Hai să aruncăm o privire:
1. În anii 1970, MS Whittingham de la Exxon a folosit sulfură de titan ca material catod și litiu metalic ca material anod pentru a face prima baterie cu litiu.
2. În 1980, J. Goodenough a descoperit că oxidul de litiu-cobalt poate fi folosit ca material catod pentru bateriile litiu-ion.
3. În 1982, RR Agarwal și JR Selman de la Institutul de Tehnologie din Illinois au descoperit că ionii de litiu au caracteristicile intercalării grafitului. Acest proces este rapid și reversibil. În același timp, pericolele de siguranță ale bateriilor cu litiu din metal litiu au atras multă atenție. Prin urmare, oamenii au încercat să facă baterii reîncărcabile folosind caracteristicile ionilor de litiu încorporați în grafit. Primul electrod de grafit cu ioni de litiu disponibil a fost produs cu succes de către Laboratoarele Bell.
4. În 1983, M. Thackeray, J. Goodenough și alții au descoperit că spinelul de mangan este un material catodic excelent, cu preț scăzut, stabilitate și conductivitate și conductivitate litiu excelente. Temperatura sa de descompunere este ridicată, iar oxidarea sa este mult mai mică decât cea a oxidului de litiu cobalt. Chiar dacă există un scurtcircuit sau supraîncărcare, se poate evita pericolul de ardere și explozie.
5. În 1989, A. Manthiram și J. Goodenough au descoperit că un electrod pozitiv cu un anion polimer ar produce o tensiune mai mare.
6. În 1991, Sony a lansat prima baterie comercială litiu-ion. Ulterior, bateriile litiu-ion au revoluționat fața electronicelor de larg consum.
7. În 1996, Padhi și Goodenough au descoperit că fosfații cu o structură de olivină, cum ar fi fosfatul de litiu și fier (LiFePO4), sunt mai superiori decât materialele catodice tradiționale și, prin urmare, au devenit materialele catodice curente.
Datorită proprietăților chimice foarte active ale litiului metalului, procesarea, depozitarea și utilizarea litiuului metalului au cerințe de mediu foarte ridicate. Prin urmare, producția de baterii cu litiu trebuie efectuată în condiții speciale de mediu. Cu toate acestea, datorită numeroaselor avantaje ale bateriilor cu litiu, bateriile cu litiu sunt utilizate pe scară largă în instrumentele electronice, aparatele digitale și electrocasnice. Cu toate acestea, majoritatea bateriilor cu litiu sunt baterii secundare și există și baterii de unică folosință. Câteva baterii secundare au durată și siguranță slabe.
Mai târziu, Sony Corporation din Japonia&a inventat o baterie cu litiu cu material carbon ca electrod negativ și compus care conține litiu ca electrod pozitiv. În timpul procesului de încărcare și descărcare, nu există litiu metalic, ci doar ioni de litiu. Aceasta este o baterie litiu-ion. Când bateria este încărcată, ionii de litiu sunt generați pe electrodul pozitiv al bateriei, iar ionii de litiu generați se deplasează la electrodul negativ prin electrolit. Carbonul ca electrod negativ are o structură stratificată. Are mulți micropori. Ionii de litiu care ajung la electrodul negativ sunt încorporați în microporii stratului de carbon. Cu cât sunt introduși mai mulți ioni de litiu, cu atât capacitatea de încărcare este mai mare. În mod similar, atunci când bateria este descărcată (adică procesul pe care îl folosim bateria), ionii de litiu încorporați în stratul de carbon al electrodului negativ sunt eliberați și se mută înapoi la electrodul pozitiv. Cu cât mai mulți ioni de litiu revin la electrodul pozitiv, cu atât capacitatea de descărcare este mai mare. Ceea ce numim de obicei capacitatea bateriei se referă la capacitatea de descărcare. În timpul procesului de încărcare și descărcare a ionilor de litiu, ionii de litiu sunt într-o stare de mișcare de la electrod pozitiv la electrod negativ la electrod pozitiv. Bateriile Li-ion sunt ca un balansoar. Cele două capete ale balansoarului sunt cei doi poli ai bateriei, iar ionul de litiu merge înainte și înapoi în balansoar ca un atlet. Deci, bateriile Li-ion sunt numite și baterii pentru scaune balansoare.
Odată cu utilizarea pe scară largă a produselor digitale, cum ar fi telefoanele mobile, computerele notebook și alte produse, bateriile litiu-ion au fost utilizate pe scară largă în astfel de produse cu performanțe excelente și s-au dezvoltat treptat în alte aplicații de produs în ultimii ani. În 1998, Tianjin Power Research Institute a început producția comercială de baterii litiu-ion. În mod tradițional, oamenii se referă la bateriile litiu-ion ca fiind baterii cu litiu, dar aceste două tipuri de baterii sunt diferite. Acum bateriile litiu-ion au devenit curentul principal.
Conform datelor din"China'prognoza cererii pieței industriei bateriilor cu litiu și raportul de analiză a planificării strategice a investițiilor ", problema remarcabilă a litiului din China' industria bateriilor este investiția fără încetare în lanțul industrial, în timp ce concurența dezordonată se intensifică, cererea din aval continuă să slăbească, iar industria se luptă să avanseze în China. Calea de dezvoltare a industriei bateriilor cu litiu este practic o creștere și o formare la nivel de bază. Întreprinderile sunt practic o singură operațiune comercială. Caracteristicile sunt: rezistență limitată, scară mică, presiune mare de supraviețuire și dezvoltare durabilă dificilă. Cu toate acestea, din cauza spațiului vast de piață pentru vehicule cu energie noi și a sprijinului continuu al politicilor guvernamentale, investiția în lanțul industriei bateriilor cu litiu din China'nu s-a diminuat, iar concurența dezordonată în industrie s-a intensificat.
Legătura de producție low-end are o supracapacitate serioasă, iar legătura high-end are investiții insuficiente, iar prețul materiilor prime pentru baterii cu litiu a continuat să scadă. Din calea dezvoltării industriale, bazată pe domeniul electronicii de larg consum, este o cale de dezvoltare normală utilizarea bateriilor cu litiu mici și mijlocii, cum ar fi unelte electrice și biciclete electrice, ca oportunități de dezvoltare, apoi la baterii hibride și, în final, la baterii electrice pure. În prezent, sculele electrice și bicicletele electrice sunt încă dominate de bateriile nichel-cadmiu și plumb-acid, iar aplicarea bateriilor cu litiu se dezvoltă lent; principala tehnologie hibridă este în străinătate, iar produsele de mașini hibride sunt în principal mărci străine. Din perspectiva sprijinului național, mai mult Tilt mai mult la vehicule electrice pur. Cu toate acestea, deoarece materialele și tehnologiile electrice pure sunt încă departe de a fi aplicate pe scară largă, cererea este insuficientă, iar lanțul industriei bateriilor cu litiu se confruntă cu o situație jenantă de investiții fără încetare, dar cerere slabă.
Deși drumul este sinuos, perspectivele sunt încă luminoase. Materialele interne ale bateriilor din amonte au ieșit deja din perioada de introducere și au intrat într-o perioadă de creștere rapidă. În prezent, au apărut o serie de companii de materiale cu niveluri internaționale avansate. Aceste companii se concentrează pe dezvoltarea tehnologiei de bază și colaborează cu ele pentru a dezvolta împreună produse pentru diferitele nevoi ale clienților din aval. Prin capacitățile sale puternice de dezvoltare tehnică și capabilitățile de service clienți, a câștigat recunoașterea clienților și a intrat continuu în sistemul lanțului de aprovizionare al producătorilor de baterii de top. Îmbunătățiți în continuare propriile forțe prin colaborare și cooperare și obțineți un cerc virtuos.
Odată cu avansarea rapidă a tehnologiei de bază și creșterea continuă a cotei de piață în rândul unui număr de giganți din materiale interne, cei puternici vor rămâne puternici. Acesta este focusul nostru. Din perspectiva Midstream Cell și downstream Pack, multe dispozitive importante de consum aleg în prezent China ca bază de asamblare. Acest lucru a permis, de asemenea, celulelor și fabricilor de asamblare de baterii japoneze și coreene să se stabilească și în China, iar capacitatea de producție a producătorilor autohtoni se dezvoltă, de asemenea, rapid. În segmentul de celule midstream, pentru a face față scăderii treptate a prețurilor produselor, tot mai mulți producători se ocupă de asamblarea și procesarea bateriilor, inclusiv Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD etc., în special în bateriile pătrate și baterii polimer, care sunt complet ocupate. Rolul de alimentare al ansamblului celulelor bateriei. Deoarece majoritatea bateriilor prismatice sunt folosite în produsele de telefoane mobile, aproape toate sunt asamblate de fabricile de celule de baterii. Aproape toate celulele individuale ale bateriilor polimerice sunt complet asamblate de către fabricile de celule de baterii în mod independent. Doar aplicațiile de serie multiple și paralele vor fi asamblate și procesate de către fabrica de asamblare. Midstream Cell și downstream Pack au evoluat treptat de la o relație pură amonte-aval în trecut la o relație de cooperare și competitivă. Relația dintre concurență va crește treptat în viitor.
