Cómo mejorar la densidad de energía.

2019-07-09

La densidad de energía es el mayor cuello de botella del desarrollo para restringir las baterías actuales de iones de litio. Ya sean teléfonos móviles o automóviles eléctricos, las personas esperan que la densidad de energía de la batería pueda alcanzar un nuevo nivel, lo que hace que la vida útil de la batería del producto o la gama de productos ya no sean los principales factores problemáticos.

En vista de la situación de la densidad energética que se convierten en cuellos de botella, todos los países del mundo para formular los objetivos de política relevantes de la industria de baterías, esperan liderar el avance significativo en la industria de baterías en términos de densidad de energía., EE. UU., Japón y otros países en el 2020 Los objetivos establecidos por el gobierno o el grupo de la industria, básicamente apuntan a 300 wh / kg, esa cifra se basa en que la ascensión actual es cercana a 1 vez. El objetivo a largo plazo para 2030, 500 wh / kg, o incluso 700 wh / kg, la industria de la batería debe tener un gran avance en el sistema químico, si ha sido posible lograr este objetivo.

Hay muchos factores que pueden influir en la densidad de energía de la batería de iones de litio,batería de iones de litiodel sistema y la estructura química existente, ¿cuáles son los límites obvios específicos?

Analizamos anteriormente, y ACTS como un portador de energía, en realidad es la batería de litio, otras sustancias son "residuos", pero para obtener estabilidad, persistencia, la seguridad del portador de energía, el "desperdicio" es indispensable. Por ejemplo, una pieza de baterías de iones de litio, litio que el promedio de la calidad en un poco más del 1%, el 99% restante de los ingredientes no tiene la función de almacenamiento de energía de otras sustancias. Las famosas palabras de Edison, el éxito es el 99% de transpiración más el 1% de inspiración, parece que en todas partes todos, el 1% son rojos, el 99% restante son hojas verdes, que no lo son.

Entonces, para mejorar la densidad de energía, lo primero que pensamos es aumentar la proporción de litio, al mismo tiempo para hacer que la mayor cantidad posible de iones de litio salga del ánodo, se mueva al cátodo y luego tenga que cuente desde el cátodo el retorno original a lo positivo (no menos), el ciclo de energía de transporte.

1. Mejorar la proporción de material activo positivo

Para mejorar la proporción positiva de material activo, principalmente para mejorar la proporción de litio, en el mismo sistema químico, el contenido de litio (si todo lo demás es igual), la densidad de energía también puede tener la ascensión correspondiente. Por lo tanto, bajo un cierto tamaño y límite de peso, esperamos que el material activo positivo, un poco más.

2. Mejorar la proporción del material activo del cátodo

Esto es para cooperar con el aumento del material activo positivo, necesita más material activo negativo para acomodar el nado a iones de litio, energía almacenada. Si el material activo del cátodo no es suficiente, la deposición extra de iones de litio en la superficie del cátodo, en lugar de incrustarse en el interior, reacción química irreversible y atenuación de la capacidad de la batería.

3. Para mejorar el material del ánodo de la capacidad de almacenamiento específica (g)

Hay un límite del material activo positivo de contabilizado, no ilimitado. Bajo la condición de la cantidad de material activo positivo debe, solo la mayor cantidad posible de iones de litio del positivo para despegar el incrustado, participar en reacciones químicas, para mejorar la densidad de energía. Por lo tanto, esperamos que podamos sacar el ion de litio incorporado en relación con la proporción de material activo positivo es mayor, la calidad del índice de capacidad específica más alto.


Esta es la razón por la que estudiamos y elegimos diferentes materiales anódicos, desde litio ácido de cobalto hasta fosfato de hierro y litio, y luego hasta material de tres yuanes, nos dirigimos hacia el objetivo.


Ya se ha analizado, el ácido de cobalto y litio puede alcanzar 137 mAh / g, y el ácido de manganeso, litio, fosfato de hierro, litio, los valores reales son alrededor de 120 mAh / g, el níquel, cobalto, manganeso y tres yuanes puede alcanzar 180 mah / g. Si desea volver a subir, necesita investigar nuevos materiales anódicos y el progreso de la industrialización.


4. Mejorar la capacidad específica de los materiales anódicos.

Relativamente, la capacidad específica de los materiales del ánodo no es la densidad de energía de la batería de iones de litio es el principal cuello de botella, pero si mejora aún más la capacidad específica, lo negativo significa menos materiales de electrodo negativos por la calidad, puede acomodar más iones de litio, logrando así los objetivos de la densidad de energía ascendente.


Con materiales de carbono de cátodo de grafito, capacidad específica teórica en 372 mAh / g, sobre la base de la investigación de materiales de carbono duro y materiales de nano carbono, la capacidad específica se puede aumentar a más de 600 mah / g. Los materiales anódicos a base de estaño y silicio, también pueden aumentar la capacidad específica del ánodo a un nivel muy alto, estos son la dirección del punto caliente de investigación actual.


5. Adelgazamiento de pérdida de peso

Además del positivo de material activo negativo, electrolito, película de aislamiento, adhesivo, agente conductor, recolección de fluido, matriz, material de cubierta, etc., todas las baterías de iones de litio "peso muerto", representaron alrededor del 40% del total peso de la batería Si puede reducir el peso del material, no afecta el rendimiento de la batería al mismo tiempo, también puede mejorar la densidad de energía de las baterías de iones de litio.

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