Ποιες είναι οι ώριμες τεχνολογίες για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου;

1. Πλήρης σταθερή ζωή2+
Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου υγρού χρησιμοποιούνται επί του παρόντος στην αγορά, επομένως ονομάζονται και μπαταρίες ιόντων λιθίου υγρού. Εν ολίγοις, είναι μια πλήρως στερεάς κατάστασης μπαταρία ιόντων λιθίου. Όλα τα συστατικά του είναι στερεά και οι στερεοί ηλεκτρολύτες αντικαθιστούν τους υγρούς ηλεκτρολύτες και τους διαχωριστές των παραδοσιακών μπαταριών ιόντων λιθίου.
Σε σύγκριση με τις υγρές μπαταρίες ιόντων λιθίου, οι πλήρως στερεοί ηλεκτρολύτες έχουν τα ακόλουθα πλεονεκτήματα: Έχει πολύ καλή ασφάλεια και αντοχή στη θερμότητα και μπορεί να λειτουργήσει για μεγάλο χρονικό διάστημα στην περιοχή των 60-120 βαθμών . Το ευρύ ηλεκτροχημικό παράθυρο, έως 5 V, μπορεί να συνδυαστεί με υλικά υψηλής τάσης. μόνο ιόντα λιθίου, χωρίς ηλεκτρόνια. Διαθέτει απλό σύστημα ψύξης και υψηλή πυκνότητα ψύξης. κατάλληλο για εξαιρετικά λεπτές και εύκαμπτες μπαταρίες. Αλλά και τα μειονεκτήματά της είναι προφανή, δηλαδή η μπαταρία έχει χαμηλή αγωγιμότητα ανά μονάδα επιφάνειας, χαμηλή ειδική ισχύ σε θερμοκρασία δωματίου και υψηλό κόστος. Οι μπαταρίες μεγάλης χωρητικότητας είναι δύσκολο να βιομηχανοποιηθούν.
Η πυκνότητα ισχύος, η σταθερότητα του κύκλου, η απόδοση ασφαλείας, η απόδοση σε υψηλές και χαμηλές θερμοκρασίες και η διάρκεια ζωής των μπαταριών ιόντων λιθίου σε στερεά κατάσταση σχετίζονται στενά με την απόδοση του υλικού ηλεκτρολύτη. Οι στερεοί ηλεκτρολύτες μπορούν να χωριστούν σε πολυμερείς ηλεκτρολύτες (συνήθως αποτελούνται από PEO, LiTFSI, κ.λπ.) και σε ανόργανους ηλεκτρολύτες (όπως οξείδια και σουλφίδια). Η τεχνολογία μπαταριών σε στερεά κατάσταση θεωρείται το κλειδί για την επόμενη εξέλιξη. Καθώς η τεχνολογία συνεχίζει να ωριμάζει, όλα τα προβλήματα θα λυθούν.

2. Μπαταρία υψηλής ενεργειακής πυκνότητας τριμερούς υλικού
Με την ανάπτυξη της τεχνολογίας μπαταριών ιόντων λιθίου υψηλής ενεργειακής πυκνότητας, τα τριμερή υλικά καθόδου έχουν προσελκύσει ευρεία προσοχή. Τα τριμερή υλικά καθόδου χρησιμοποιούνται ευρέως στον τομέα της αποθήκευσης ενέργειας λόγω της υψηλής ειδικής χωρητικότητας, της καλής σταθερότητας του κύκλου και του χαμηλού κόστους τους. Η ενεργειακή πυκνότητα του υλικού της τριμερούς καθόδου μπορεί να αυξηθεί αποτελεσματικά αυξάνοντας την τάση της μπαταρίας και την περιεκτικότητα σε στοιχείο νικελίου στο υλικό.
Θεωρητικά, τα τριμερή υλικά έχουν φυσικά πλεονεκτήματα στην υψηλή τάση: η τυπική τιμή των τριμερών υλικών καθόδου είναι 4,35 V. Σε αυτήν την τιμή, τα τριμερή υλικά μπορούν επίσης να διατηρήσουν καλή σταθερότητα κύκλου. Όταν η τάση φόρτισης αυξάνεται στα 4,5 V, η χωρητικότητα του (333, 442) συμμετρικού υλικού μπορεί να φτάσει τα 190 και η απόδοση του κύκλου είναι επίσης καλή, ενώ η απόδοση του κύκλου του (532) είναι ελαφρώς χειρότερη. όταν η τάση φτάσει τα 4,6 V, το τριμερές υλικό έχει Η απόδοση του κύκλου αρχίζει να υποβαθμίζεται και η διόγκωση γίνεται πιο έντονη. Επί του παρόντος, η πρακτική εφαρμογή τριμερών καθοδικών υλικών υψηλής τάσης περιορίζεται από τον ηλεκτρολύτη υψηλής τάσης.
By increasing the Ni content to increase the energy density of the ternary system, high Ni ternary systems are currently commonly used, that is, high Ni ternary systems with Ni mole fraction >0.6. Αυτό το σύστημα έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ειδικής χωρητικότητας και του χαμηλού κόστους, αλλά έχει προβλήματα αποθήκευσης. Το λίθιο έχει προβλήματα όπως αδύναμη ικανότητα και κακή θερμική σταθερότητα. Επομένως, η τροποποίησή του είναι ένας αποτελεσματικός τρόπος βελτίωσης της απόδοσής του. Το μέγεθος και η μορφολογία του μικρο-νανο είναι σημαντικοί παράγοντες που καθορίζουν την απόδοση των τριμερών καθόδων υψηλής περιεκτικότητας σε Ni. Η υπάρχουσα έρευνα λαμβάνει κυρίως σφαιρικά σωματίδια μικρού μεγέθους και υψηλής ειδικής επιφάνειας μέσω ομοιόμορφης διασποράς στην επιφάνεια του ηλεκτροδίου.