Jak poprawić gęstość energii

Gęstość energii jest największym wąskim gardłem w rozwoju ograniczającym obecne akumulatory litowo-jonowe. Niezależnie od tego, czy chodzi o telefony komórkowe, czy samochody elektryczne, ludzie nie mogą się doczekać, gdy gęstość energii baterii może osiągnąć nowy poziom, co sprawi, że żywotność baterii produktu lub asortymentu produktów nie będzie już głównymi czynnikami niepokojącymi.

W związku z sytuacją, w której gęstość energii staje się wąskimi gardłami, wszystkie kraje na świecie sformułowały odpowiednie cele polityki w zakresie przemysłu akumulatorów, które mają doprowadzić do znaczącego przełomu w branży akumulatorów pod względem gęstości energii., USA, Japonia i inne kraje w roku 2020 cele wyznaczone przez rząd lub grupę branżową zasadniczo wskazują na 300 wh/kg, a na podstawie obecnego wzrostu jest to prawie 1-krotność. Długoterminowy cel na rok 2030, 500 wh/kg, a nawet 700 wh/kg, przemysł akumulatorowy musi dokonać zasadniczego przełomu w systemie chemicznym, jeśli uda się osiągnąć ten cel.

Istnieje wiele czynników, które mogą mieć wpływ na gęstość energii akumulatora litowo-jonowego, istniejący układ chemiczny i strukturę akumulatora litowo-jonowego

. Jakie są oczywiste ograniczenia? Przeanalizowaliśmy powyżej i ACTS jako nośnik energii to w rzeczywistości bateria litowa, inne substancje są „odpadami”, ale aby uzyskać stabilne, trwałe bezpieczeństwo nośnika energii, „odpady” są niezbędne. Na przykład kawałek baterii litowo-jonowych ma średnią jakość litu nieco ponad 1%, pozostałe 99% składników nie pełni funkcji magazynowania energii innych substancji. Słynne słowa Edisona: sukces to 99% potu plus 1% inspiracji, wydaje się, że wszędzie wszystko, 1% jest czerwone, pozostałe 99% to zielone liście, których nie ma.

Aby więc poprawić gęstość energii, pierwszą rzeczą, o której myślimy, jest zwiększenie proporcji litu, jednocześnie aby jak najwięcej jonów litu wyciekło z anody, przeniosło się na katodę, a następnie musiało policz od katody pierwotny powrót do dodatniego (nie mniej), cykl energii transportowej.

1. Popraw dodatnią proporcję substancji czynnej

Aby poprawić dodatnią proporcję substancji czynnej, głównie w celu poprawy proporcji litu, w tym samym układzie chemicznym, zawartość litu (przy pozostałych czynnikach niezmienionych) gęstość energii również może mieć odpowiednią Wniebowstąpienie. Mamy więc nadzieję, że przy pewnym limicie rozmiaru i wagi będzie więcej pozytywnego materiału aktywnego.

2. Popraw proporcję materiału aktywnego katody

Ma to na celu współdziałanie ze wzrostem dodatniego materiału aktywnego, potrzeba więcej ujemnego materiału aktywnego, aby pomieścić zgromadzoną energię litowo-jonową. Jeśli aktywny materiał katody nie wystarczy, dodatkowe osadzanie się jonów litu na powierzchni katody zamiast osadzania się w niej powoduje nieodwracalną reakcję chemiczną i osłabienie pojemności akumulatora.

3. Aby ulepszyć materiał anodowy o określonej pojemności (g)

Istnieje limit pozytywnego materiału aktywnego rozliczanego, a nie nieograniczony. Pod warunkiem ilości dodatniego materiału aktywnego należy, aby tylko jak najwięcej jonów litu z dodatniego, aby usunąć osadzone, uczestniczyło w reakcjach chemicznych, w celu poprawy gęstości energii. Mamy więc nadzieję, że możemy zdjąć osadzony jon litu w stosunku do dodatniej proporcji materiału aktywnego, która jest wyższa, jakość wyższego wskaźnika pojemności właściwej.

Z tego powodu badamy i wybieramy różne materiały anodowe, od litu kwasu kobaltowego po fosforan litowo-żelazowy, a następnie materiał o wartości trzech juanów, zmierzając do celu.

Zostało to już przeanalizowane, lit kwas kobaltowy może osiągnąć 137 mAh/g, a rzeczywiste wartości kwasu manganowego, litu i żelaza fosforanu litu wynoszą około 120 mAh/g, nikiel-kobalt-mangan trzy juany mogą osiągnąć 180 mah/g. Jeśli chcesz ponownie wznieść się w górę, musisz zbadać nowe materiały anodowe i postęp industrializacji.

4. Popraw wydajność właściwą materiałów anodowych

Względnie, pojemność właściwa materiałów anodowych nie jest gęstością energii akumulatora litowo-jonowego, która jest głównym wąskim gardłem, ale dalsze zwiększenie pojemności właściwej materiałów ujemnych oznacza mniejszą jakość materiałów elektrod ujemnych, może pomieścić więcej jonów litu, osiągając w ten sposób cele rosnącej gęstości energii.

W przypadku materiałów węglowych z katodą grafitową, teoretyczna pojemność właściwa wynosi 372 mAh/g, na podstawie badań twardych materiałów węglowych i materiałów nanowęglowych, pojemność właściwa może zostać zwiększona do ponad 600 mah/g. Materiały anodowe na bazie cyny i krzemu mogą również zwiększyć pojemność właściwą anody do bardzo wysokiego poziomu, to jest kierunek obecnego gorącego punktu badawczego.

5. Wyszczuplanie odchudzające

Oprócz dodatniego ujemnego materiału aktywnego, elektrolitu, folii izolacyjnej, kleju, środka przewodzącego, gromadzenia płynu, matrycy, materiału powłoki itp., czy wszystkie akumulatory litowo-jonowe mają „ciężar własny”, stanowiący około 40% całkowitej masy akumulatora. Jeśli można zmniejszyć wagę materiału, nie wpływając jednocześnie na wydajność akumulatora, może to również poprawić gęstość energii akumulatorów litowo-jonowych.