A lítium akkumulátor fejlesztési története
Több évtizedes fejlesztés után a lítium akkumulátorokat széles körben használták és erőteljesen fejlesztették. Mára a hagyományos energiaforrások helyettesítőjévé váltak. Milyen fejlesztési folyamaton ment keresztül a lítium akkumulátor? Lássuk:
1. Az 1970-es években az Exxon MS Whittingham katódanyagaként titán-szulfidot, anódanyagként pedig fémes lítiumot használt az első lítium akkumulátor elkészítéséhez.
2. 1980-ban J. Goodenough felfedezte, hogy a lítium-kobalt-oxid felhasználható lítium-ion akkumulátorok katódanyagaként.
3. RR Agarwal és JR Selman, az Illinois Institute of Technology munkatársa 1982-ben felfedezte, hogy a lítium-ionok az interkaláló grafit tulajdonságaival rendelkeznek. Ez a folyamat gyors és visszafordítható. Ugyanakkor a fém-lítiumból készült lítium akkumulátorok biztonsági kockázatai nagy figyelmet keltettek. Ezért az emberek megpróbáltak újratölthető elemeket készíteni a grafitba ágyazott lítium-ionok tulajdonságainak felhasználásával. Az első elérhető lítium-ion grafitelektródát a Bell Laboratories sikeresen előállította.
4. 1983-ban M. Thackeray, J. Goodenough és mások felfedezték, hogy a mangán spinell kiváló katódanyag, alacsony árral, stabilitással, kiváló vezetőképességgel és lítium vezetőképességgel. Bomlási hőmérséklete magas, oxidációja jóval alacsonyabb, mint a lítium-kobalt-oxidé. Még rövidzárlat vagy túltöltés esetén is elkerülhető az égés és a robbanás veszélye.
5. 1989-ben A. Manthiram és J. Goodenough felfedezte, hogy egy polimer aniont tartalmazó pozitív elektróda nagyobb feszültséget hoz létre.
6. 1991-ben a Sony kiadta az első kereskedelmi forgalomban kapható lítium-ion akkumulátort. Ezt követően a lítium-ion akkumulátorok forradalmasították a fogyasztói elektronika arculatát.
7. 1996-ban Padhi és Goodenough felfedezte, hogy az olivin szerkezetű foszfátok, mint például a lítium-vas-foszfát (LiFePO4), jobbak, mint a hagyományos katódanyagok, ezért a jelenlegi fő katódanyagokká váltak.
A fém lítium igen aktív kémiai tulajdonságai miatt a lítium fém feldolgozása, tárolása és felhasználása igen magas környezetvédelmi követelményeket támaszt. Ezért a lítium akkumulátorok gyártását speciális környezeti feltételek mellett kell végezni. A lítium akkumulátorok számos előnye miatt azonban a lítium akkumulátorokat széles körben használják elektronikus műszerekben, digitális és háztartási készülékekben. A legtöbb lítium akkumulátor azonban másodlagos akkumulátor, és vannak eldobható akkumulátorok is. Néhány másodlagos akkumulátor élettartama és biztonsága gyenge.
Később a japán' Sony Corporation feltalált egy lítium akkumulátort, amelynek negatív elektródája szén, pozitív elektródja pedig lítiumtartalmú vegyület. A töltési és kisütési folyamat során nincs fém lítium, csak lítium ionok. Ez egy lítium-ion akkumulátor. Az akkumulátor feltöltésekor az akkumulátor pozitív elektródáján lítium-ionok keletkeznek, és a keletkezett lítium-ionok az elektroliton keresztül a negatív elektródára kerülnek. A szén, mint negatív elektróda réteges szerkezetű. Sok mikropórus van benne. A negatív elektródát elérő lítium-ionok a szénréteg mikropórusaiba ágyazódnak. Minél több lítium-iont helyeznek be, annál nagyobb a töltési kapacitás. Hasonlóképpen, amikor az akkumulátor lemerül (vagyis az a folyamat, amelyet az akkumulátort használunk), a negatív elektróda szénrétegébe ágyazott lítium-ionok felszabadulnak, és visszakerülnek a pozitív elektródához. Minél több lítium-ion tért vissza a pozitív elektródára, annál nagyobb a kisülési kapacitás. Amit általában akkumulátorkapacitásnak nevezünk, az a kisülési kapacitásra utal. A Li-ion töltési és kisütési folyamata során a lítium-ionok pozitív elektródáról negatív elektródára pozitív elektródára mozognak. A Li-ion akkumulátorok olyanok, mint egy hintaszék. A hintaszék két vége az akkumulátor két pólusa, és a lítium-ion atléta módjára össze-vissza szaladgál a hintaszékben. Ezért a Li-ion akkumulátorokat hintaszék akkumulátoroknak is nevezik.
A digitális termékek, például mobiltelefonok, notebook számítógépek és egyéb termékek széles körű elterjedésével a lítium-ion akkumulátorokat széles körben alkalmazzák az ilyen kiváló teljesítményű termékekben, és az elmúlt években fokozatosan más termékalkalmazásokká fejlődtek. 1998-ban a Tianjin Energiakutató Intézet megkezdte a lítium-ion akkumulátorok kereskedelmi gyártását. A lítium-ion akkumulátorokat hagyományosan lítium akkumulátoroknak nevezik, de ez a két típusú akkumulátor különbözik. Mára a lítium-ion akkumulátorok a fő áramlatokká váltak.
A"Kína' lítiumelem-ipar piaci keresleti előrejelzése és befektetési stratégiai tervezési elemző jelentése", Kína' lítium kiemelkedő problémája. Az akkumulátoripar megingathatatlan befektetés az ipari láncban, miközben a rendezetlen verseny fokozódik, a downstream kereslet továbbra is gyengül, és az ipar nehezen halad előre Kínában. A lítium akkumulátor ipar fejlődési útja alapvetően egy alulról építkező növekedés és formáció. A vállalkozások alapvetően egyetlen üzleti tevékenységet jelentenek. A jellemzők a következők: korlátozott erő, kis méret, nagy túlélési nyomás és nehéz fenntartható fejlődés. Az új energetikai járművek hatalmas piacának és a kormányzati politikák folyamatos támogatásának köszönhetően azonban a kínai' lítium akkumulátor-ipari láncába irányuló befektetések nem csökkentek, és az iparágban felerősödött a rendezetlen verseny.
Az alsó kategóriás gyártási lánc komoly többletkapacitással rendelkezik, a felső kategóriás kapcsolat pedig nem rendelkezik elegendő befektetéssel, és a lítiumelemek nyersanyagainak ára tovább csökkent. Az ipari fejlesztési pályáról a fogyasztói elektronika területére alapozva normál fejlesztési pálya a kis- és közepes lítium akkumulátorok, mint például az elektromos szerszámok, elektromos kerékpárok fejlesztési lehetőségként történő alkalmazása, majd a hibrid akkumulátorok és végül a tiszta elektromos akkumulátorok. Jelenleg az elektromos kéziszerszámok és elektromos kerékpárok terén még mindig a nikkel-kadmium és savas ólom akkumulátorok dominálnak, a lítium akkumulátorok alkalmazása pedig lassan fejlődik; a fő hibrid technológia külföldön van, a hibridautó-termékek pedig főleg külföldi márkák. A nemzeti támogatás szempontjából döntsön inkább a tisztán elektromos járművek felé. Mivel azonban a tisztán elektromos anyagok és technológiák még mindig messze vannak a nagyszabású alkalmazástól, a kereslet nem elegendő, és a lítiumelem-ipari lánc kínos helyzettel néz szembe, mivel a beruházások nem változnak, de a kereslet gyenge.
Bár az út kanyargós, a kilátások még mindig jók. A hazai upstream akkumulátoranyagok már kiléptek a bevezetési időszakból, és a gyors növekedés időszakába érkeztek. Jelenleg számos, nemzetközi haladó szintű anyaggyártó cég alakult ki. Ezek a vállalatok az alapvető technológiai fejlesztésre összpontosítanak, és együttműködnek velük, hogy közösen fejlesszenek ki termékeket a későbbi ügyfelek különböző igényeihez. Erős műszaki fejlesztési és ügyfélszolgálati képességei révén vásárlói elismerést vívott ki, és folyamatosan bekerült a vezető akkumulátorgyártók ellátási láncába. Együttműködéssel és együttműködéssel tovább fokozzák saját erejüket, és érjenek el egy jó kört.
Az alapvető technológia gyors fejlődésével és a piaci részesedés folyamatos növekedésével számos hazai anyagóriás között az erősek erősek maradnak. Ez a mi fókuszunk. A midstream Cell és a downstream Pack szempontjából számos fontos fogyasztói eszköz jelenleg Kínát választja összeszerelési bázisként. Ez azt is lehetővé tette, hogy japán és koreai akkumulátorcellák és akkumulátor-összeszerelő üzemek is megtelepedjenek Kínában, és a hazai gyártók gyártási kapacitása is gyorsan fejlődik. A középső cellás szegmensben a termékárak fokozatos csökkenésével megbirkózni, egyre több gyártó vág bele az akkumulátorok összeszerelésébe és feldolgozásába, köztük a Sony, a Samsung, az LG, a New Energy, a BYD stb., különösen a négyzet alakú akkumulátorok, ill. polimer akkumulátorok, amelyek teljesen foglaltak. Az akkumulátorcella összeállítás ellátási szerepe. Mivel a legtöbb prizmás akkumulátort mobiltelefon-termékekben használják, szinte mindegyiket akkumulátorcellagyárak szerelik össze. A polimer akkumulátorok szinte minden egycelláját az akkumulátorcella-gyárak egymástól függetlenül szerelik össze. Az összeszerelő gyár csak a többsoros és párhuzamos alkalmazásokat szereli össze és dolgozza fel. A Midstream Cell és a downstream Pack a múltban a tiszta upstream-downstream kapcsolatból fokozatosan kooperatív és versengő kapcsolattá fejlődött. A verseny közötti kapcsolat a jövőben fokozatosan erősödni fog.
