Blog

Dom Blog

Różne systemy akumulatorów, które składy chemiczne są najbardziej obiecujące

Różne systemy akumulatorów, które składy chemiczne są najbardziej obiecujące

Aug 19 , 2019
Dowiedz się o różnych systemach akumulatorów, poznaj przyszłe trendy i odkryj, które składy chemiczne są najbardziej obiecujące.

Według The Freedonia Group, branżowej firmy badawczej z siedzibą w Cleveland, prognozuje się, że światowy popyt na baterie pierwotne i wtórne będzie rósł o 7,7 procent rocznie, osiągając 120 miliardów dolarów w 2019 roku. Prawdziwy wzrost dotyczy baterii wtórnych (ładowalnych) i według Frost & Sullivan baterie wtórne stanowią 76,4% światowego rynku, a liczba ta ma wzrosnąć do 82,6% w 2015 r. Popyt napędzają telefony komórkowe i tablety. Wcześniejsze szacunki zawyżały popyt na pojazdy elektryczne i od tego czasu dane liczbowe zostały skorygowane w dół.

W 2009 r. baterie galwaniczne stanowiły 23,6% światowego rynku, a firma Frost & Sullivan przewidywała spadek o 7,4% do 2015 r. Baterie jednorazowe są wykorzystywane w zegarkach, kluczach elektronicznych, pilotach zdalnego sterowania, zabawkach, latarkach, latarniach morskich i urządzeniach wojskowych w walka.

Przegląd typów baterii

Baterie są klasyfikowane według składu chemicznego, a najczęściej spotykane są baterie litowe, ołowiowe i niklowe. Rycina 1 ilustruje rozkład tych związków chemicznych. Przy 37-procentowym udziale w przychodach, akumulator litowo-jonowy jest preferowanym akumulatorem do urządzeń przenośnych i elektrycznych układów napędowych. Nie ma dziś innych systemów, które zagrażałyby jej dominacji.


Rysunek 1: Udział w przychodach według różnych składów chemicznych akumulatorów
37% Litowo-jonowy
20% Kwas ołowiowy, akumulator rozruchowy
15% Alkaliczny, pierwotny
8% Kwas ołowiowy, stacjonarny
6% Cynkowo-węglowy, pierwotny
5% Kwas ołowiowy, głęboki cykl
3% Niklowo-metalowo-wodorkowy
3% Lit, pierwotny
2% niklowo-kadmowy
1% inne
Kwas ołowiowy jest solidnym i ekonomicznym źródłem zasilania do zastosowań masowych. Mimo że akumulatory litowo-jonowe wkraczają na rynek kwasu ołowiowego, popyt na akumulatory kwasowo-ołowiowe wciąż rośnie. Zastosowania dzielą się na akumulatory rozruchowe do pojazdów samochodowych, znane również jako SLI (20%), akumulatory stacjonarne do zasilania awaryjnego (8%) oraz akumulatory głębokorozładowcze do pojazdów kołowych (5%), takich jak samochody golfowe, wózki inwalidzkie i podnośniki nożycowe .


Wysoka energia właściwa i długie przechowywanie sprawiły, że zasady alkaliczne stały się bardziej popularne niż stary węgiel-cynk, który wynalazł Georges Leclanché w 1868 roku. Niklowo-metalowo-wodorkowe (NiMH) nadal odgrywają ważną rolę, ponieważ zastępują zastosowania stosowane wcześniej przez nikiel-kadm ( NiCd). Jednakże przy 3-procentowym udziale w rynku i malejącym NiMH staje się graczem drugorzędnym.

Coraz powszechniejszym zastosowaniem akumulatorów jest elektryczny układ napędowy w transporcie osobistym. Koszt akumulatorów, ich żywotność i kwestie środowiskowe decydują o tym, jak szybko sektor motoryzacyjny przyjmie ten nowy układ napędowy. Paliwo kopalne jest tanie, wygodne i łatwo dostępne; alternatywne środki transportu spotykają się z ostrym sprzeciwem, szczególnie w Ameryce Północnej. Mogą być potrzebne zachęty rządowe, ale taka interwencja zniekształca prawdziwe koszty energii, chroni podstawowe problemy związane z paliwami kopalnymi i zapewnia wybranym grupom lobby krótkoterminowe rozwiązania.

Nowe rynki, które dodatkowo stymulują rozwój baterii, to rowery elektryczne i systemy magazynowania energii odnawialnej, z których czerpią korzyści właściciele domów, przedsiębiorstwa i kraje rozwijające się. Duże akumulatory sieciowe gromadzą nadwyżkę energii podczas dużej aktywności i wypełniają lukę, gdy pobór energii jest niski lub gdy zapotrzebowanie użytkownika jest duże.

Postęp w bateriach

Baterie rozwijają się na dwóch frontach, co odzwierciedla się w zwiększonej energii właściwej przy dłuższym czasie pracy i zwiększonej mocy właściwej w przypadku wymagań związanych z obciążeniem wysokoprądowym. Poprawa jednej cechy akumulatora nie musi automatycznie wzmacniać drugiej i często wymaga to kompromisu. Rysunek 2 ilustruje zależność pomiędzy energią właściwą w Wh/kg a mocą właściwą w W/kg.

Akumulator o najlepszych parametrach pod względem energii właściwej i mocy właściwej to wtórny akumulator litowo-metalowy (Li-metal). Wczesna wersja została wprowadzona w latach 80. XX wieku przez Moli Energy, ale niestabilność metalicznego litu na anodzie spowodowała wycofanie produktu z rynku w 1991 r. Stały lit ma tendencję do tworzenia metalowych włókien, czyli dendrytów, które powodują zwarcia. Dalsze próby rozwiązania tego problemu przez inne firmy zakończyły się zaprzestaniem prac rozwojowych.

Unikalne właściwości Li-metalu skłaniają producentów do ponownego przyjrzenia się tej potężnej chemii. Poskromienie dendrytów i osiągnięcie pożądanego poziomu bezpieczeństwa można osiągnąć poprzez zmieszanie metalicznego litu z cyną i krzemem. Grafen jest również testowany jako część ulepszonego separatora. Grafen to cienka warstwa czystego węgla o grubości jednego atomu, połączona ze sobą w sześciokątny plaster miodu. Wypróbowano także separatory wielowarstwowe, które zapobiegają wnikaniu dendrytu. Nowe eksperymentalne akumulatory litowo-metalowe osiągają 300 Wh/kg, a potencjał jest znacznie wyższy. Jest to szczególnie interesujące w przypadku pojazdów elektrycznych.

Zostaw wiadomość

Zostaw wiadomość
Jeśli jesteś zainteresowany naszymi produktami i chcesz poznać więcej szczegółów, zostaw wiadomość tutaj, a my odpowiemy tak szybko, jak to możliwe.
Składać

Dom

Produkty

whatsApp

kontakt