1 alapvető anyagrendszer
Pozitív elektródaanyag
Három elem anyag (NCM\/NCA):
A nikkel (NI) javítja a kapacitást, a kobalt (CO) stabilizálja a szerkezetet, és a mangán\/alumínium (MN\/AL) javítja a biztonságot. A magas nikkel -tartalom (például az NCM811, NCA) trend, de a termikus stabilitási kihívás jelentős.
Technikai nehézség: Ha a nikkel -tartalom meghaladja a 90%-ot, akkor jelentős problémák merülnek fel a ciklus élettartamával és a gáztermeléssel kapcsolatban.
Lítium vas -foszfát (LFP):
Magas biztonság és olcsó, de alacsony energia sűrűség (~ 160Wh\/kg). A BYD Blade akkumulátorok egy tipikus strukturális innováció, amely javítja a vezetőképességet a nanotechnológia és a szén bevonat révén.
Gazdag lítium mangán alap:
Az elméleti kapacitás nagyobb, mint a 300 mAh\/g, de a feszültségcsillapítás és az alacsony első hatás problémái még meg kell oldani.
Negatív elektródaanyag
Grafit:Mainstream megoldás, specifikus kapacitás ~ 372MAH\/G, az elméleti határ közelében.
Szilícium alapú negatív elektróda: theoretical capacity reaches 4200mAh/g, but volume expansion (>300%) rossz kerékpározáshoz vezet. Az oldat magában foglalja a nano -szilícium -szén kompozitot és a porózus szerkezet kialakítását.
Lítiumfém negatív elektróda:A szilárdtest akkumulátorok potenciális lehetősége, de a dendritprobléma súlyos.
Elektrolit
Folyékony elektrolit:A lítium -hexafluor -foszfát (LIPF6) a fő komponens, és az adalékanyagok, például a VC és a FEC szükségesek a SEI film javításához.
Szilárd állapotú elektrolitok:oxid (LLZO), szulfid (LGPS) és polimer (PEO), ion vezetőképességével (10 ⁻³ ~ 10 ⁻² S\/cm) és interfész impedancia kulcsfontosságú szűk keresztmetszetek.
Diafragma
A poliolefin (PE\/PP) bázisfilm trendje vékonyodik (<10 μ m)+ceramic coating to enhance heat resistance. The uniformity of pore size in wet process is better than that in dry process.
2 sejtszerkezet -tervezés
Hengeres akkumulátorcellák (például 21700, 4680)
A Tesla 4680 egy tabless -kialakítást fogad el, amely 50%-kal csökkenti a belső ellenállást, de a teljes pólusfül lézerhegesztési folyamat bonyolult.
Négyzet alakú akkumulátorcella
A halmozás (CATL) vs tekercs (BYD), a rakás 5% -kal nagyobb energia sűrűséggel rendelkezik, de alacsonyabb termelési hatékonysággal rendelkezik. A CTP (Cell To Pack) technológia kiküszöböli a modulokat, és több mint 75%-os csoportosítási hatékonyságot ér el.
Puha csomag akkumulátorcella
Alumínium műanyag csomagolás, könnyű, de rossz mechanikai szilárdsággal. A General Motors Ultium platform "rugalmas" kialakítást alkalmaz.
A gyártási folyamat 3 kulcsfontosságú pontja
Elektróda bevonat:A felületi sűrűség konzisztencia -eltérésének kevesebbnek kell lennie, mint ± 1,5%, és a száraz elektródák (például a kvantumkép) kiküszöbölhetik az oldószereket.
Polar henger préselés:A tömörítési sűrűség befolyásolja az iondiffúziót, és a grafit negatív elektródok általában 1. 6-1. 8G\/cm ³.
Injekció és képződés:A vákuum befecskendezése után a SEI film kialakulásához többlépcsős töltés és kisülés szükséges (például 0. 02C lassú töltés).
Szárítás vezérlés:A nedvességtartalomnak kevesebbnek kell lennie, mint 500 ppm, hogy megakadályozzák a LIPF6 hidrolizálódását és a HF előállítását.
4 áttörés az élvonalbeli technológiában
Ultra magas nikkel -pozitív elektróda:A monokristályos+gradiens dopping (például Al\/mg) javítja a stabilitást.
Összetett áramgyűjtő:PET szubsztrát+réz\/alumínium bevonat (például CATL), 40% -kal csökkentve a súlyt és javítva a biztonságot.
A litiáció előtti technológia:Pozitív elektróda -lítium -kiegészítés (li ₂ nio ₂) vagy negatív elektróda lítiumfólia az első effektus veszteség kompenzálására.
Száraz elektróda:A Tesla Maxwell megszerzése elősegíti az oldószermentes folyamatokat, csökkentve az energiafogyasztást 80%-kal.
5 kihívás és trend
Energia sűrűség:A folyékony akkumulátorok elméleti határértéke körülbelül 350W\/kg, míg a szilárdtest akkumulátorok meghaladhatják az 500Wh\/kg-ot.
Gyors töltési technológia:A szilícium negatív elektróda+szupravezető elektrolit 15 perc alatt 80% -ra tölthető fel, de el kell szüntetni a lítium -csapadék kockázatát.
Újrahasznosítási gazdaság:A kobalt és a nikkel nedves visszanyerési hatékonysága meghaladja a 98%-ot, de az LFP akkumulátor újrahasznosításához olcsó megoldásokat kell kidolgozni.
6 Az ipari lánc szempontjából
Felszerelés:A bevonógép pontossága eléri ± 1 μm -t, és a kanyargós gép sebessége nagyobb, mint 3 m\/s (vezető intelligens).
Költség:Az LFP akkumulátorcellái redukáltak<80/kWh, while ternary battery cells are around 100/kWh.