So verbessern Sie die Energiedichte

Die Energiedichte ist der größte Engpass bei der Entwicklung aktueller Lithium-Ionen-Batterien. Ob Mobiltelefone oder Elektroautos: Die Menschen freuen sich darauf, dass die Batterieenergiedichte ein neues Niveau erreichen kann, wodurch die Batterielebensdauer des Produkts oder der Produktpalette nicht mehr der Hauptproblemfaktor sein wird.

Angesichts der Situation der Energiedichte wird es zu Engpässen. Alle Länder der Welt formulieren relevante politische Ziele für die Batterieindustrie und werden voraussichtlich im Jahr 2020 einen bedeutenden Durchbruch in der Batterieindustrie in Bezug auf die Energiedichte erzielen. USA, Japan und andere Länder Die von der Regierung oder Industriegruppe festgelegten Ziele deuten im Wesentlichen auf 300 Wh/kg hin, dieser Wert liegt auf der Grundlage des aktuellen Anstiegs bei nahezu 1-fach. Langfristiges Ziel für 2030: 500 Wh/kg oder sogar 700 Wh/kg. Die Batterieindustrie muss einen großen Durchbruch im chemischen System erzielen. Konnte dieses Ziel erreicht werden?

Es gibt viele Faktoren, die die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien, das vorhandene chemische System und die Struktur von Lithium-Ionen-Batterien beeinflussen können . Was sind insbesondere die offensichtlichen Grenzen?

Wir haben oben analysiert, und ACTS als Energieträger ist eigentlich die Lithiumbatterie, andere Substanzen sind „Abfall“, aber um stabil, dauerhaft und sicher zu werden, ist der Energieträger, der „Abfall“, unverzichtbar. Beispielsweise liegt bei einem Stück Lithium-Ionen-Batterie der Lithium-Qualitätsdurchschnitt bei etwas mehr als 1 % über dem Durchschnitt, die restlichen 99 % der Inhaltsstoffe tragen nicht die Energiespeicherfunktion anderer Stoffe. Edisons berühmte Worte: Erfolg besteht zu 99 % aus Schweiß und zu 1 % aus Inspiration. Es scheint, dass überall, ah, 1 % rot sind und die restlichen 99 % grüne Blätter sind, die es nicht sind.

Um die Energiedichte zu verbessern, denken wir also zunächst darüber nach, den Lithiumanteil zu erhöhen und gleichzeitig möglichst viele Lithiumionen von der Anode zur Kathode zu bewegen und dann zu entfernen Zählen Sie von der Kathode aus die ursprüngliche Rückkehr zum Positiven (nicht weniger), dem Kreislauf der Transportenergie.

1. Verbessern Sie den Anteil des positiven aktiven Materials.

Um den Anteil des positiven aktiven Materials zu verbessern, hauptsächlich um den Anteil von Lithium zu verbessern, können im gleichen chemischen System der Lithiumgehalt (unter sonst gleichen Bedingungen) auch die Energiedichte entsprechend sein Aufstieg. Unter einer bestimmten Größen- und Gewichtsgrenze hoffen wir also, dass das positive Aktivmaterial noch etwas mehr beträgt.

2. Verbessern Sie den Anteil des Kathodenaktivmaterials

Um mit der Zunahme des positiven Aktivmaterials zusammenzuarbeiten, ist mehr negatives Aktivmaterial erforderlich, um die in Lithiumionen gespeicherte Energie aufzunehmen. Wenn das aktive Kathodenmaterial nicht ausreicht, kommt es zu einer irreversiblen chemischen Reaktion und einer Abschwächung der Batteriekapazität, da sich zusätzliche Lithiumionen auf der Kathodenoberfläche ablagern und nicht darin eingebettet werden.

3. Zur Verbesserung des Anodenmaterials mit spezifischer Speicherkapazität (g)

Es gibt eine Obergrenze für das positive aktive Material, das nicht unbegrenzt ist. Unter der Bedingung, dass die Menge des positiven Aktivmaterials nur so viel wie möglich von den Lithium-Ionen aus dem Positiven aus dem Eingebetteten entfernen, an chemischen Reaktionen teilnehmen muss, um die Energiedichte zu verbessern. Wir hoffen also, dass wir den Anteil des eingebetteten Lithium-Ions im Verhältnis zum positiven aktiven Materialanteil höher ausbauen können, was zu einem höheren spezifischen Kapazitätsindex der Qualität führt.

Aus diesem Grund studieren und wählen wir verschiedene Anodenmaterialien, von Kobaltsäurelithium über Lithiumeisenphosphat bis hin zu Drei-Yuan-Material, um das Ziel zu erreichen.

Es wurde bereits analysiert, dass Kobalt-Säure-Lithium 137 mAh/g erreichen kann, und die tatsächlichen Werte von Mangan-Säure-Lithium-Eisenphosphat-Lithium liegen bei etwa 120 mAh/g, Nickel-Kobalt-Mangan drei Yuan kann 180 mAh/g erreichen. Wer wieder nach oben will, muss neue Anodenmaterialien erforschen und die Industrialisierung vorantreiben.

4. Verbessern Sie die spezifische Kapazität von Anodenmaterialien

Relativ gesehen ist die spezifische Kapazität des Anodenmaterials nicht der größte Engpass in der Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien. Wenn jedoch die spezifische Kapazität weiter erhöht wird, bedeutet dies, dass weniger negative Elektrodenmaterialien von der Qualität her mehr Lithiumionen aufnehmen und so die Ziele erreichen können der aufsteigenden Energiedichte.

Bei Graphit-Kathoden-Kohlenstoffmaterialien beträgt die theoretische spezifische Kapazität 372 mAh/g. Auf der Grundlage der Forschung zu Hartkohlenstoffmaterialien und Nanokohlenstoffmaterialien kann die spezifische Kapazität auf mehr als 600 mAh/g erhöht werden. Anodenmaterialien auf Zinn- und Siliziumbasis können auch die spezifische Kapazität der Anode auf ein sehr hohes Niveau erhöhen. Dies ist die Richtung, in die sich die aktuelle Forschung konzentriert.

5. Abnehmen durch Gewichtsverlust

Zusätzlich zu den positiven und negativen aktiven Materialien, dem Elektrolyten, dem Isolationsfilm, dem Klebstoff, dem leitfähigen Mittel, der Ansammlung von Flüssigkeit, der Matrix, dem Schalenmaterial usw. sind alle Lithium-Ionen-Batterien ein „Eigengewicht“, das etwa 100 % beträgt 40 % des gesamten Batteriegewichts. Wenn Sie das Gewicht des Materials reduzieren können, beeinträchtigt dies nicht gleichzeitig die Leistung der Batterie, sondern kann auch die Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien verbessern.