Litija bateriju izstrādes vēsture
Pēc gadu desmitiem ilgas izstrādes litija baterijas ir plaši izmantotas un enerģiski attīstītas. Tagad tie ir kļuvuši par tradicionālo enerģijas avotu aizstājēju. Kāds litija bateriju izstrādes process ir izgājis cauri? Apskatīsim:
1. 1970. gados Exxon MS Whittingham izmantoja titāna sulfīdu kā katoda materiālu un metālisku litiju kā anoda materiālu, lai izgatavotu pirmo litija akumulatoru.
2. 1980. gadā Dž.Gudena atklāja, ka litija kobalta oksīdu var izmantot kā katoda materiālu litija jonu akumulatoriem.
3. 1982. gadā RR Agarwal un JR Selman no Ilinoisas Tehnoloģiju institūta atklāja, ka litija joniem piemīt interkalējoša grafīta īpašības. Šis process ir ātrs un atgriezenisks. Tajā pašā laikā lielu uzmanību ir pievērsuši no metāla litija izgatavotu litija bateriju drošības apdraudējumi. Tāpēc cilvēki ir mēģinājuši izgatavot uzlādējamas baterijas, izmantojot grafītā iestrādāto litija jonu īpašības. Pirmo pieejamo litija jonu grafīta elektrodu veiksmīgi izmēģināja Bell Laboratories.
4. 1983. gadā M. Thackeray, J. Goodenough un citi atklāja, ka mangāna spinelis ir lielisks katoda materiāls ar zemu cenu, stabilitāti un izcilu vadītspēju un litija vadītspēju. Tā sadalīšanās temperatūra ir augsta, un tā oksidēšanās ir daudz zemāka nekā litija kobalta oksīdam. Pat ja ir īssavienojums vai pārlāde, tas var izvairīties no aizdegšanās un sprādziena briesmām.
5. 1989. gadā A. Mantirams un Dž. Gudena atklāja, ka pozitīvs elektrods ar polimēra anjonu radīs augstāku spriegumu.
6. 1991. gadā Sony izlaida pirmo komerciālo litija jonu akumulatoru. Pēc tam litija jonu akumulatori mainīja plaša patēriņa elektronikas seju.
7. 1996. gadā Padhi un Goodenough atklāja, ka fosfāti ar olivīna struktūru, piemēram, litija dzelzs fosfāts (LiFePO4), ir labāki par tradicionālajiem katoda materiāliem, un tāpēc tie ir kļuvuši par pašreizējiem galvenajiem katoda materiāliem.
Pateicoties litija metāla ļoti aktīvajām ķīmiskajām īpašībām, litija metāla apstrādei, uzglabāšanai un lietošanai ir ļoti augstas vides prasības. Tāpēc litija bateriju ražošana jāveic īpašos vides apstākļos. Tomēr litija bateriju daudzo priekšrocību dēļ litija baterijas tiek plaši izmantotas elektroniskajos instrumentos, digitālajās un sadzīves ierīcēs. Tomēr lielākā daļa litija bateriju ir sekundārās baterijas, un ir arī vienreizējās lietošanas baterijas. Dažām sekundārajām baterijām ir slikts kalpošanas laiks un drošība.
Vēlāk Japānas'. korporācija Sony izgudroja litija akumulatoru ar oglekļa materiālu kā negatīvo elektrodu un litiju saturošu savienojumu kā pozitīvo elektrodu. Uzlādes un izlādes procesā nav metāla litija, ir tikai litija joni. Šis ir litija jonu akumulators. Kad akumulators ir uzlādēts, uz akumulatora pozitīvā elektroda tiek ģenerēti litija joni, un radītie litija joni caur elektrolītu pārvietojas uz negatīvo elektrodu. Ogleklim kā negatīvajam elektrodam ir slāņaina struktūra. Tajā ir daudz mikroporu. Litija joni, kas sasniedz negatīvo elektrodu, ir iestrādāti oglekļa slāņa mikroporās. Jo vairāk litija jonu ir ievietots, jo lielāka ir uzlādes jauda. Līdzīgi, kad akumulators ir izlādējies (tas ir, process, kurā mēs izmantojam akumulatoru), negatīvā elektroda oglekļa slānī iestrādātie litija joni tiek atbrīvoti un pārvietojas atpakaļ uz pozitīvo elektrodu. Jo vairāk litija jonu atgriezās pozitīvajā elektrodā, jo lielāka ir izlādes jauda. Tas, ko mēs parasti saucam par akumulatora ietilpību, attiecas uz izlādes jaudu. Litija jonu uzlādes un izlādes procesa laikā litija joni atrodas kustībā no pozitīvā elektroda uz negatīvo elektrodu uz pozitīvo elektrodu. Li-ion baterijas ir kā šūpuļkrēsls. Šūpuļkrēsla abi gali ir divi akumulatora stabi, un litija jons šūpuļkrēslā skrien šurpu turpu kā sportists. Tāpēc litija jonu akumulatorus sauc arī par šūpuļkrēslu baterijām.
Plaši izmantojot digitālos produktus, piemēram, mobilos tālruņus, piezīmjdatorus un citus izstrādājumus, litija jonu akumulatori ir plaši izmantoti šādos produktos ar izcilu veiktspēju un pēdējos gados ir pakāpeniski kļuvuši par citiem produktu lietojumiem. 1998. gadā Tjandzjiņas Enerģijas pētniecības institūts sāka komerciālu litija jonu akumulatoru ražošanu. Tradicionāli cilvēki litija jonu akumulatorus dēvē par litija akumulatoriem, taču šie divi bateriju veidi atšķiras. Tagad litija jonu akumulatori ir kļuvuši par galveno.
Saskaņā ar datiem"Ķīnas's litija bateriju nozares tirgus pieprasījuma prognoze un investīciju stratēģiskās plānošanas analīzes ziņojums", Ķīnas's litija neatrisinātā problēma. akumulatoru rūpniecība ir nemainīgs ieguldījums rūpnieciskajā ķēdē, kamēr pastiprinās nesakārtotā konkurence, pakārtotais pieprasījums turpina vājināties, un nozarei ir grūti virzīties uz priekšu Ķīnā. Litija akumulatoru nozares attīstības ceļš pamatā ir izaugsme un veidošanās. Uzņēmumi būtībā ir viena biznesa darbība. Raksturlielumi ir: ierobežota izturība, mazs mērogs, augsts izdzīvošanas spiediens un sarežģīta ilgtspējīga attīstība. Tomēr, pateicoties plašās tirgus telpai jauniem enerģijas transportlīdzekļiem un nepārtrauktam valdības politikas atbalstam, ieguldījumi Ķīnas's litija akumulatoru ražošanas ķēdē nav samazinājušies, un šajā nozarē ir pastiprinājusies nesakārtotā konkurence.
Zemākās klases ražošanas saitei ir nopietna jaudas pārpalikums, un augstākās klases saitei nav pietiekami daudz ieguldījumu, un litija akumulatoru izejvielu cena turpināja kristies. No industriālās attīstības ceļa, pamatojoties uz plaša patēriņa elektronikas jomu, kā attīstības iespējas ir izmantot mazas un vidējas litija baterijas, piemēram, elektroinstrumentus un elektriskos velosipēdus, un pēc tam uz hibrīdakumulatoriem un visbeidzot uz tīrām elektriskajām baterijām. Pašlaik elektroinstrumentos un elektriskajos velosipēdos joprojām dominē niķeļa-kadmija un svina-skābes akumulatori, un litija akumulatoru pielietojums attīstās lēni; galvenā hibrīda tehnoloģija ir ārvalstīs, un hibrīdauto produkti galvenokārt ir ārvalstu zīmoli. Raugoties no valsts atbalsta perspektīvas, vairāk Noliec vairāk uz tīri elektriskiem transportlīdzekļiem. Tomēr, tā kā tīri elektriski materiāli un tehnoloģijas joprojām ir tālu no plaša mēroga pielietojuma, pieprasījums ir nepietiekams, un litija akumulatoru nozares ķēde saskaras ar apkaunojošu situāciju, kad investīcijas nesamazinās, bet pieprasījums ir vājš.
Lai gan ceļš ir līkumots, perspektīvas joprojām ir gaišas. Vietējie augšupējie akumulatoru materiāli jau ir izgājuši no ieviešanas perioda un nonākuši straujas izaugsmes periodā. Šobrīd ir izveidojušies vairāki materiālu uzņēmumi ar starptautisku progresīvu līmeni. Šie uzņēmumi koncentrējas uz galveno tehnoloģiju izstrādi un sadarbojas ar tiem, lai kopīgi izstrādātu produktus dažādām pakārtoto klientu vajadzībām. Pateicoties spēcīgajām tehniskās attīstības iespējām un klientu apkalpošanas iespējām, tas ir ieguvis klientu atzinību un nepārtraukti iekļuvis labāko akumulatoru ražotāju piegādes ķēdes sistēmā. Sadarbojoties un sadarbojoties, turpināt stiprināt savus spēkus un sasniegt labvēlīgu loku.
Strauji attīstoties galvenajām tehnoloģijām un nepārtraukti pieaugot tirgus daļai starp vairākiem vietējiem materiālu milžiem, spēcīgie joprojām būs spēcīgi. Tas ir mūsu uzmanības centrā. No midstream Cell un pakārtotās pakotnes perspektīvas daudzas svarīgas patērētāju ierīces pašlaik izvēlas Ķīnu par savu montāžas bāzi. Tas ir ļāvis arī Japānas un Korejas akumulatoru elementiem un akumulatoru montāžas rūpnīcām apmesties uz dzīvi Ķīnā, un arī vietējo ražotāju ražošanas jauda strauji attīstās. Vidējā šūnu segmentā, lai tiktu galā ar pakāpenisku produktu cenu kritumu, arvien vairāk ražotāju, tostarp Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD utt., iesaistās akumulatoru montāžā un apstrādē, īpaši kvadrātveida akumulatoros un polimēru baterijas, kas ir pilnībā aizņemtas. Akumulatora elementu montāžas piegādes loma. Tā kā lielākā daļa prizmatisko akumulatoru tiek izmantoti mobilo tālruņu izstrādājumos, gandrīz visas tās montē akumulatoru elementu rūpnīcās. Gandrīz visas polimēru bateriju atsevišķas šūnas tiek pilnībā montētas akumulatoru elementu rūpnīcās neatkarīgi. Montāžas rūpnīca montēs un apstrādās tikai vairāku sēriju un paralēlu lietojumu. Midstream Cell un downstream Pack pagātnē ir pakāpeniski attīstījušies no tīras augšupējās un lejupējās attiecības uz sadarbības un konkurences attiecībām. Nākotnē konkurences attiecības pakāpeniski palielināsies.
