Teknoloġija ġdida ta ’l-enerġija hija rikonoxxuta bħala teknoloġija avvanzata fis-seklu 21. Bħala parti importanti mill-qasam l-ġdid ta 'l-enerġija, l-industrija tal-batteriji saret post sħun ġdid fl-iżvilupp ekonomiku globali. Fil-preżent, batteriji tal-jone tal-litju ġew użati ħafna bħala sors ta 'enerġija importanti. Kemm jekk fil-qasam tal-komunikazzjoni elettronika jew tat-trasport, hija għandha rwol importanti ħafna u għandha prospetti ta ’applikazzjoni wiesgħa.
Batterija tal-jone tal-litju hija tip ta 'batterija sekondarja. Huwa tip ġdid ta 'batterija żviluppata fuq il-bażi ta' batterija tal-litju. Tiddependi prinċipalment fuq joni tal-litju li jiċċaqilqu bejn l-elettrodi pożittivi u negattivi għax-xogħol. Sa mis-snin sebgħin, diversi batteriji primarji tal-litju b'enerġija speċifika għolja li jużaw il-metall tal-litju bħala elettrodu negattiv ġew introdotti u użati ħafna.
Il-batterija tal-jone tal-litju għandha vultaġġ għoli ta 'tħaddim, enerġija speċifika għolja, kapaċità kbira, self-discharge żgħar, ċiklu tajjeb, ħajja twila ta' servizz, piż ħafif u daqs żgħir. Huwa rappreżentant tal-batteriji moderni ta 'prestazzjoni għolja u huwa apparat elettroniku portabbli bħal mowbajls u kompjuters notebook. Is-sors ideali ta 'enerġija huwa mistenni li jsir wieħed mis-sorsi ewlenin ta' enerġija għal vetturi elettriċi u għodod ta 'l-enerġija mingħajr fili fil-futur.
L-istorja tal-iżvilupp tal-industrija tal-batteriji tal-jone tal-litju fiċ-Ċina mhix twila, iżda qed tiżviluppa malajr ħafna. Fl-2012, il-produzzjoni totali ta 'batteriji tal-joni fiċ-Ċina laħqet 4.18 biljun. Fis-suq internazzjonali tal-batteriji tal-jone tal-litju, iċ-Ċina, il-Ġappun u l-Korea t'Isfel iffurmaw sitwazzjoni bi tliet saqajn. L-iżvilupp teknoloġiku ta 'l-industrija taċ-Ċina tal-batterija tal-litju-jonja beda bl-imitazzjoni ta' teknoloġija matura barranija. Fil-proċess, l-innovazzjoni fil-proċess hija l-kisba ewlenija tal-iżvilupp bikri tal-industrija taċ-Ċina tal-batteriji tal-jone tal-litju. Fi snin reċenti, biż-żieda fl-investiment fl-innovazzjoni teknoloġika, iċ-Ċina L-industrija tal-batteriji tal-jone tal-litju żviluppat malajr f'termini ta 'innovazzjoni teknoloġika, u ffurmat kompetittività bażika industrijali bażika, u akkumulat ċerti vantaġġi teknoloġiċi f'ċerti oqsma.
Status ta 'Riċerka u Tendenza ta' Żvilupp ta 'Lithium Ion Battery Materials
L-istrutturi ewlenin tal-batteriji tal-jone tal-litju huma elettrodu pożittiv, elettrodu negattiv, elettrolit kapaċi jwettaq joni tal-litju, u separatur li jissepara l-elettrodi pożittivi u negattivi. Il-prestazzjoni elettrokimika tal-batteriji tal-jone tal-litju tiddependi prinċipalment fuq l-istruttura u l-proprjetajiet tal-materjali tal-elettrodu u l-materjali dielettriċi użati. B'mod partikolari, l-għażla u l-kwalità tal-materjali ta 'l-elettrodu jiddeterminaw direttament il-karatteristiċi u l-prezz tal-batterija tal-jone tal-litju.
Fil-preżent, ir-riċerka dwar materjali katodi ta 'batteriji tal-jone tal-litju tiffoka prinċipalment fuq l-ossidu tal-kobalt tal-litju u n-nikilat tal-litju. Fl-istess ħin, iż-żieda ta 'xi materjali katodi ġodda (bħal materjali Li-Mn-O u polimeri konduttivi) hija wkoll il-materjal katodu għall-batteriji tal-jone tal-litju. L-iżvilupp injetta vitalità ġdida, u huwa kontenut importanti ta 'riċerka f'dan il-qasam li tinstab sistema ġdida għall-iżvilupp ta' materjali katodiċi tal-batterija sekondarja tal-jone tal-litju b'vultaġġ għoli, kapaċità speċifika għolja u rendiment tajjeb taċ-ċiklu. Fil-preżent, il-materjali tal-elettrodu pożittivi tal-batteriji tal-jone tal-litju għadhom ossidi tal-metalli ta 'transizzjoni bħal LiCoO2, LiNiO2, LiMn2O4 u l-materjali komposti tagħhom. Mill-2005 sal-2010, materjali tal-katodu tal-polimeru ta 'densità tal-enerġija għolja u sulfidi organiċi u sulfidi inorganiċi jsiru batteriji tal-jone tal-litju. Ġenerazzjoni ġdida ta 'materjali katodi. Il-materjali tal-anodu tal-batteriji tal-jone tal-litju jinkludu prinċipalment materjali tal-karbonju, ligi tal-metall tal-litju, ossidi tal-metall, nitridi tal-metall, nano-silikoni, eċċ. Fost dawn, il-materjali tal-karbonju huma l-materjali prinċipali negattivi għall-elettrodu għal applikazzjonijiet kummerċjali, u ligi tal-metall tal-litju u nano -silikoni saru hot spots għar-riċerka u l-iżvilupp. . Il-materjal tal-elettrolit tal-batterija tal-jone tal-litju jintuża prinċipalment biex jiġi elettrolizzat is-solvent tiegħu f'materja organika anidruża, u ħafna minnhom jużaw solventi mħallta bħal EC-DMC u PC-DMC. LiPF6 huwa l-melħ konduttiv l-iktar użat komunement.
Għal materjali katodi tal-batterija tal-jone tal-litju, il-materjali tal-katodju tal-litju kobalt oxide xorta għandhom vitalità qawwija fil-futur. Fis-sistema kummerċjali attwali tal-batterija tal-litju-jone, il-batteriji tal-ossidu tal-litju kobalt jiddependu fuq il-vultaġġ tal-qtugħ taċ-ċarġ għoli u d-densità solida ta 'vultaġġ għoli. Il-vantaġġ għadu s-sistema preferuta ta 'batteriji għal prodotti tal-batterija 3C high-end; filwaqt li l-materjal tal-katodu ta 'LiNixCo1 – x – yMnyO2 ub'saffi mhux biss għandu densità għolja ta' enerġija, iżda għandu wkoll il-karatteristiċi tas-sigurtà tal-materjal, l-istabbiltà taċ-ċiklu, il-prestazzjoni f'temperatura għolja u l-ispiża tal-preparazzjoni. Huwa relattivament eċċellenti. Il-proporzjon ta 'materjali katodi użati fid-dinja żdied minn sena għal sena. Huwa mhux biss biddel gradwalment xi applikazzjonijiet ta ’materjali ta’ l-ossidu tal-litju kobalt, imma ħareġ ukoll fl-applikazzjoni ta ’batteriji ġodda tal-enerġija tal-vetturi tal-enerġija. Huwa wieħed mill-materjali katodiċi l-aktar promettenti fil-futur. Fil-futur qarib, id-direzzjoni prinċipali tal-materjali tal-katodju tal-wajer tal-jone tal-litju għadha ddominata mill-ossidu tal-kobalt tal-litju u materjali LiNixCo1 – x – yMnyO2. Il-fosfat tal-ħadid tal-litju u l-materjali bbażati fuq il-manganiż spinel mhux biss għandhom inqas spejjeż tal-preparazzjoni u vantaġġi tar-riżorsi, iżda għandhom ukoll sigurtà eċċellenti u stabbiltà taċ-ċiklu. Dawn huma l-materjali katodiċi ppreferuti għal batteriji tal-enerġija, speċjalment LiNi0.5Mn1.5O4 / Li4Ti5O12. Is-sistema tal-batterija tal-qawwa tista 'tikseb ċarġ u ħatt rapidu, li hija waħda mid-direzzjonijiet prinċipali tal-batteriji l-ġodda tal-enerġija tal-vettura fil-futur. Densità ta 'enerġija għolja materjali tal-katod NCA għandhom post f'batteriji tal-prodott 3C high-end u batteriji ġodda ta' enerġija ta 'vetturi ta' enerġija, iżda l-ambjent għoli għall-manifattura ta 'batteriji bi spejjeż għoljin u fatturi oħra jillimitaw il-firxa wiesgħa ta' applikazzjonijiet. Il-materjali tal-fosfat tal-ħadid tal-litju, tal-manganat tal-potassju, u tal-katodi ta ’l-NCA dejjem okkupaw ċerta pożizzjoni fl-istruttura kurrenti tal-materjal tal-katodu. Il-materjal ub'saffi tal-litju b'bażi ta 'manganiż huwa l-materjal katalizzat industrijalizzat tal-ġenerazzjoni li jmiss bl-ogħla densità ta' enerġija, u s-suq għandu prospetti ta 'applikazzjoni wiesgħa. Madankollu, il-problemi ta 'kapaċità irriversibbli għolja u rendiment fqir ikkawżat mill-problemi strutturali tagħha stess għad iridu jitwettqu mir-riċerkaturi. Studju fil-fond.
Mill-kummerċjalizzazzjoni tal-batteriji tal-jone tal-litju fis-snin disgħin, il-materjali tal-karbonju ntużaw ħafna fil-batteriji tal-jone tal-litju u se jibqgħu l-materjali bażi ewlenin għall-batteriji tal-jone tal-litju. Fl-anodu tal-karbonju l-ġdid, l-iżvilupp futur se jiffoka fuq anodi tal-grafita ta 'qawwa għolja u anodi tal-karbonju ta' kapaċità għolja mhux tal-grafita biex jissodisfaw il-ħtiġijiet ta 'batteriji ta' enerġija futura u ta 'enerġija għolja. Aġenti konduttivi tal-karbonju għandhom impatt importanti fuq il-prestazzjoni tal-batterija. Ir-riċerka ta 'aġenti konduttivi ġodda se tiffoka fuq l-iżvilupp ta' aġenti konduttivi ta 'karbonju iswed u ta' karbonju karatteristiku għoli u komposti miksuba bit-taħlit ta 'materjali ġodda tal-karbonju bħal nanotubes tal-karbonju u graphene. Minħabba l-istruttura flessibbli speċjali u ta ’żewġ dimensjonijiet, fis-snin riċenti l-aġenti konduttivi komposti tan-nanotubu tal-karbonju ġew użati fil-qasam tal-batteriji tal-jone tal-litju. In-nanotubi tal-karbonju u l-materjali tal-elettrodu komposti tal-grafene huma mistennija li jintużaw ħafna fil-batteriji tal-jone tal-litju ta 'kapaċità għolja u batteriji tal-enerġija tal-jone tal-litju wara li jiġu mtejba permezz ta' prestazzjoni elettrokimika xierqa u ottimizzati fl-użu.
Status tas-suq u tendenza ta 'żvilupp tal-batterija tal-jone tal-litju
Is-suq tal-batteriji tal-jone tal-litju dejjem jista 'jinqasam fi tliet swieq ewlenin: is-suq tal-elettronika għall-konsumatur, is-suq tal-vetturi elettriċi, is-suq tal-applikazzjonijiet industrijali u tal-ħażna tal-enerġija. Ta 'l-ewwel huwa ġeneralment imsejjaħ is-suq żgħir tal-batterija tal-jone tal-litju 3C, u t-tnejn l-aħħar huma s-suq tal-batterija tal-jone tal-litju.
L-iżvilupp ta 'l-industrija tal-batterija tal-jone tal-litju ilu konċentrat fl-industrija 3C għal aktar minn 20 sena, u huwa inqas użat fis-suq għal ħażna ta' enerġija akbar u batteriji ta 'l-enerġija (li jeħtieġu istantanjament kurrenti kbar), li jkopri vetturi elettriċi puri u ibridi Vetturi elettriċi. Vetturi, UPS medji u kbar, enerġija solari, batteriji kbar għall-ħażna tal-enerġija, għodda tal-idejn tal-elettriku, muturi elettriċi, roti elettriċi, tagħmir tal-ajruspazju u batteriji tal-inġenji tal-ajru. Waħda mir-raġunijiet ewlenin hija li l-materjal tal-katodju tal-litju kobalt ossidu (LiCoO2, li huwa l-iktar batterija tal-jone tal-litju komuni) użat fil-batteriji tal-litju fil-passat huwa għali u diffiċli biex japplika għal ambjenti speċjali bħal titqib, ħabta, temperatura għolja u temperatura baxxa. Aktar importanti minn hekk, ġie kkritikat talli naqas milli jissodisfa r-rekwiżiti assoluti tan-nies għas-sikurezza. Kollegi, batteriji ta ’l-ossidu tal-litju kobalt ma jistgħux jilħqu l-iskop ta’ ċċarġjar mgħaġġel u jevitaw kompletament tniġġis sekondarju, u għandhom jiddisinjaw ċirkwiti ta ’protezzjoni biex jipprevjenu iċċarġjar eċċessiv jew iċċarġjar żejjed, inkella tikkawża splużjoni u perikoli oħra, anke jekk l-isplużjoni tal-batterija Sony tikkawża globali L-industrija tal-marka NB investiet ħafna fir-riċiklaġġ.
Bħalissa, il-bejgħ globali u Ċiniż tal-batterija tal-jone tal-litju huma prinċipalment ikkonċentrati fis-suq tal-elettronika għall-konsumatur, għalkemm is-sehem tas-suq tiegħu qiegħed jonqos. Fl-2012, 72.28% tat-38.176 miljun kWh batteriji tal-jone tal-litju mibjugħa madwar id-dinja kienu fis-suq tal-elettronika għall-konsumatur. Fis-suq Ċiniż, il-proporzjon kien 65.40% (il-bejgħ totali ta ’batteriji tal-jone tal-litju kien ta’ 66.20 miljun kWh). Fl-2012, l-ammont totali ta 'batteriji tal-jone tal-litju għat-telefowns ċellulari fid-dinja kien 108,600,100 kWh, li kien inqas mill-1,094.20 miljun kWh fl-2011. Madankollu, fis-suq Ċiniż, in-numru totali ta' batteriji tal-jone tal-litju għat-telefowns ċellulari żdied b ’6.30%. Fiċ-Ċina, l-ismartphones qegħdin jieħdu post malajr telefowns tradizzjonali ta 'karatteristiċi. Fil-preżent, ħafna mill-ismartphones huma mgħammra b 'tubi tal-batteriji għal inqas minn ġurnata, li jfisser li anke jekk id-densità ta' l-enerġija tal-batteriji tal-jone tal-litju tkun irduppjata, huwa diffiċli li tintlaħaq id-domanda. Għalhekk, għal xi żmien li ġej, Is-suq tal-enerġija mobbli, fejn l-elettronika għall-konsumatur hija ċċarġjata fi kwalunkwe ħin, se jikber malajr. Fl-2012, id-domanda globali għal 1.23 miljun kWh batteriji tal-jone tal-litju b'qawwa mobbli, li iktar minn 80% minnhom hija magħmula fiċ-Ċina, li minnhom is-suq Ċiniż ikkonsma 52.20 miljun kWh, li hija l-forza ewlenija f'dan is-suq. Is-suq taċ-Ċina tal-pilloli qed jiżviluppa wkoll b'mod mgħaġġel u kostanti. Ir-rata tat-tkabbir annwali hija ogħla mill-medja globali. Iż-żieda mgħaġġla fil-bejgħ ta 'pilloli PC żiedet direttament il-bejgħ ta' batteriji tal-jone tal-litju. Fl-2012, il-volum tal-bejgħ ta 'batteriji tal-jone tal-litju għall-kompjuters tat-tip tablet fiċ-Ċina laħaq it-284,900. kWh, żieda ta ’91.97%.
Il-batterija tal-jone tal-litju użata fis-suq tal-ħżin industrijali u tal-enerġija hija prinċipalment maqsuma fi tliet kategoriji: għodod tal-enerġija, provvisti tal-enerġija mill-istazzjon tal-bażi mobbli, u l-ġenerazzjoni tal-enerġija mir-riħ. Fl-2012, id-domanda totali għal batteriji tal-jone tal-litju fid-dinja, is-suq tal-ħżin industrijali u tal-enerġija kkunsmaw 4.736 miljun kWh, li jammontaw għal 12.25%; Is-suq taċ-Ċina kkonsma total ta ’731,500 kWh ta’ batteriji tal-jone tal-litju, il-proporzjon huwa ta ’15.65%, li huwa ogħla mill-livell globali.