История на разработката на литиева батерия
След десетилетия на развитие, литиевите батерии се използват широко и се развиват енергично. Сега те се превърнаха в заместител на традиционните енергийни източници. През какъв вид процес на разработка са преминали литиевите батерии? Нека да разгледаме:
1. През 70-те години на миналия век MS Whittingham на Exxon използва титанов сулфид като катоден материал и метален литий като аноден материал, за да направи първата литиева батерия.
2. През 1980 г. J. Goodenough открива, че литиево-кобалтовият оксид може да се използва като катоден материал за литиево-йонни батерии.
3. През 1982 г. Р. Р. Агарвал и Дж. Р. Селман от Илинойския технологичен институт откриват, че литиевите йони имат характеристиките на интеркалиращ графит. Този процес е бърз и обратим. В същото време опасностите за безопасността на литиевите батерии, изработени от метален литий, привлякоха много внимание. Затова хората са се опитали да направят акумулаторни батерии, използвайки характеристиките на литиеви йони, вградени в графита. Първият наличен литиево-йонен графитен електрод беше успешно произведен от Bell Laboratories.
4. През 1983 г. M. Thackery, J. Goodenough и други откриват, че мангановият шпинел е отличен катоден материал, с ниска цена, стабилност и отлична проводимост и литиева проводимост. Температурата му на разлагане е висока, а окисляването му е много по-ниско от това на литиево-кобалтовия оксид. Дори ако има късо съединение или презареждане, това може да избегне опасността от изгаряне и експлозия.
5. През 1989 г. A. Manthiram и J. Goodenough откриха, че положителен електрод с полимерен анион би произвел по-високо напрежение.
6. През 1991 г. Sony пусна първата търговска литиево-йонна батерия. Впоследствие литиево-йонните батерии революционизираха лицето на потребителската електроника.
7. През 1996 г. Padhi и Goodenough откриват, че фосфатите с оливинова структура, като литиево-железен фосфат (LiFePO4), са по-добри от традиционните катодни материали и следователно са се превърнали в настоящите основни катодни материали.
Поради много активните химични свойства на литиевия метал, обработката, съхранението и използването на литиевия метал имат много високи екологични изисквания. Следователно производството на литиеви батерии трябва да се извършва при специални условия на околната среда. Въпреки това, поради многото предимства на литиевите батерии, литиевите батерии се използват широко в електронни инструменти, цифрови и домашни уреди. Въпреки това повечето литиеви батерии са вторични батерии, а има и батерии за еднократна употреба. Няколко вторични батерии имат слаб живот и безопасност.
По-късно японската's Sony Corporation изобрети литиева батерия с въглероден материал като отрицателен електрод и литий-съдържащо съединение като положителен електрод. По време на процеса на зареждане и разреждане няма метален литий, само литиеви йони. Това е литиево-йонна батерия. Когато батерията е заредена, литиеви йони се генерират върху положителния електрод на батерията, а генерираните литиеви йони се придвижват към отрицателния електрод през електролита. Въглеродът като отрицателен електрод има слоеста структура. Има много микропори. Литиевите йони, достигащи до отрицателния електрод, са вградени в микропорите на въглеродния слой. Колкото повече литиеви йони се поставят, толкова по-висок е капацитетът на зареждане. По същия начин, когато батерията се разреди (тоест процесът, в който използваме батерията), литиевите йони, вградени във въглеродния слой на отрицателния електрод, се освобождават и се връщат обратно към положителния електрод. Колкото повече литиеви йони се връщат към положителния електрод, толкова по-висок е капацитетът на разреждане. Това, което обикновено наричаме капацитет на батерията, се отнася до капацитета на разреждане. По време на процеса на зареждане и разреждане на Li-ion, литиевите йони са в състояние на движение от положителен електрод към отрицателен електрод към положителен електрод. Литиево-йонните батерии са като люлеещ се стол. Двата края на люлеещия се стол са двата полюса на батерията, а литиевият йон тича напред-назад в люлеещия се стол като спортист. Така че литиево-йонните батерии се наричат още батерии за люлеещи се столове.
С широкото използване на цифрови продукти като мобилни телефони, преносими компютри и други продукти, литиево-йонните батерии се използват широко в такива продукти с отлична производителност и постепенно се развиха в други продуктови приложения през последните години. През 1998 г. Tianjin Power Research Institute започва търговско производство на литиево-йонни батерии. Традиционно хората наричат литиево-йонните батерии литиеви батерии, но тези два вида батерии са различни. Сега литиево-йонните батерии са станали масови.
Според данните в"Китай' Прогноза за търсенето на пазара на пазара на литиеви батерии и доклад за анализ на стратегическото планиране на инвестициите", изключителният проблем на лития в Китай' индустрията за батерии е непрестанната инвестиция в индустриалната верига, докато безпорядъчната конкуренция се засилва, търсенето надолу по веригата продължава да отслабва и индустрията се бори да продължи напред в Китай. Пътят на развитие на индустрията за литиеви батерии е основно растеж и формиране на обикновени хора. Предприятията са основно една бизнес операция. Характеристиките са: ограничена сила, малък мащаб, висок натиск за оцеляване и трудно устойчиво развитие. Въпреки това, поради огромното пазарно пространство за нови енергийни превозни средства и непрекъснатата подкрепа на правителствените политики, инвестицията във веригата на индустрията за производство на литиеви батерии в Китай' не е намаляла, а безпорядъчната конкуренция в индустрията се засили.
Производствената връзка от нисък клас има сериозен свръхкапацитет, а връзката от висок клас има недостатъчни инвестиции, а цената на суровините за литиеви батерии продължава да пада. От пътя на индустриалното развитие, базиран на областта на потребителската електроника, нормално е да се използват малки и средни литиеви батерии като електрически инструменти и електрически велосипеди като възможности за развитие и след това към хибридни батерии и накрая към чисто електрически батерии. Понастоящем електрическите инструменти и електрическите велосипеди все още са доминирани от никел-кадмиеви и оловно-киселинни батерии, а приложението на литиеви батерии се развива бавно; основната хибридна технология е в чужбина, а продуктите за хибридни автомобили са предимно чужди марки. От гледна точка на националната подкрепа, повече Tilt повече към чисто електрически превозни средства. Въпреки това, тъй като чистите електрически материали и технологии все още са далеч от широкомащабно приложение, търсенето е недостатъчно и веригата на индустрията за литиеви батерии е изправена пред неудобна ситуация на ненамалени инвестиции, но слабо търсене.
Въпреки че пътят е криволичещ, перспективите все още са светли. Домашните материали за батерии нагоре по веригата вече са излезли от периода на въвеждане и са влезли в период на бърз растеж. В момента се появиха редица компании за материали с международни напреднали нива. Тези компании се фокусират върху развитието на основните технологии и си сътрудничат с тях, за да разработят съвместно продукти за различните нужди на клиентите надолу по веригата. Чрез своите силни технически възможности за развитие и възможности за обслужване на клиенти, той спечели признание на клиентите и непрекъснато навлиза в системата на веригата за доставки на водещите производители на батерии. Увеличете допълнително собствената си сила чрез сътрудничество и сътрудничество и постигайте добродетелен кръг.
С бързото развитие на основната технология и непрекъснатото увеличаване на пазарния дял сред редица местни гиганти за материали, силните ще останат силни. Това е нашият фокус. От гледна точка на midstream Cell и downstream Pack, много важни потребителски устройства понастоящем избират Китай като база за сглобяване. Това също даде възможност на японски и корейски акумулаторни клетки и заводи за сглобяване на батерии също да се установят в Китай, а производственият капацитет на местните производители също се развива бързо. В сегмента на средните клетки, за да се справят с постепенното спадане на цените на продуктите, все повече производители намаляват сглобяването и обработката на батерии, включително Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD и др., особено при квадратни батерии и полимерни батерии, които са напълно заети. Ролята на доставката на сглобката на акумулаторната клетка. Тъй като повечето от призматичните батерии се използват в продукти за мобилни телефони, те почти всички се сглобяват от фабрики за батерии. Почти всички единични клетки на полимерни батерии са напълно сглобени от фабриките за акумулаторни клетки независимо. Само приложенията на множество серии и паралелни ще бъдат сглобени и обработени от фабриката за сглобяване. Midstream Cell и пакетът надолу по веригата постепенно са еволюирали от чиста връзка нагоре и надолу по веригата в миналото до кооперативна и конкурентна връзка. Връзката между конкуренцията постепенно ще се увеличава в бъдеще.
