В волне ускорения трансформации глобальной энергетической структуры в направлении возобновляемой энергии, литиевые батареи, как ключевой носитель эффективного хранения энергии, подвергаются глубоким технологическим изменениям в своих компонентах основных - литиевых батарейных клеток . лития, такие как «сердце» системы аккумуляторов, а их производительность напрямую определяет, как в циклевой жизни, а также в области энергии, такая энергия, что в циклевой жизни, и защита, и защита, и защита, а также в области развития. поле для хранения и приложения .
1 Материальные инновации: ключевая движущая сила для преодоления узких мест производительности
(1) Положительные материалы электродов: переход от традиций к диверсифицированным инновациям
В первые дни оксид лития кобальта широко использовался в литий-батареях в поле потребительской электроники из-за его платформы высокого напряжения и плотности энергии . Тем не менее, дефицит, высокая цена и высокая токсичность ресурсов кобальта ограничивают его крупномасштабную рекламу . Впоследствии литий-фосфат (lfpp). и хранение энергии из -за их высокой безопасности, срока службы длительного цикла и относительно низкой стоимости . в настоящее время, высокие никелевые тройные материалы (такие как NCM811, NCA и т. Д. .) стали исследованиями и применения Вдвое больше, чем у традиционного литий -фосфата железа, значительно улучшая способность хранения энергии литиевых аккумуляторных ячеек ., вызванные спросом на дальние электромобили, доля применения продолжает расти . в одно и то же время, новое положительное электродные материалы, такие как литий -маанганский фосфат (LMFP). Фосфат железа лития с высоким напряжением характеристик оксида марганца лития и, как ожидается, станет основным положительным электродом материалом следующего поколения .
(2) Отрицательный материал электрода: стремление к более высокой удельной емкости и стабильности
Графит всегда был основным материалом для отрицательного электрода литий -батареи, с низким стоимостью, низким потенциалом вставки лития и хорошей циклической производительностью ., однако, с увеличением потребности в плотности энергии батареи, теоретическая специфическая способность графита анода (372mah/g) становятся негативными. to their theoretical specific capacity of up to 4200mAh/g, which is more than 10 times that of graphite. However, silicon undergoes significant volume expansion (up to 300% -400%) during the charging and discharging process, leading to material pulverization and electrode structure damage, which seriously affects the battery's cycle life. Researchers have prepared silicon carbon composite materials by uniformly dispersing nano silicon particles in a carbon matrix, utilizing the flexibility of carbon materials to buffer the volume change of silicon and enhance conductivity, effectively solving this problem. For example, the silicon carbon composite negative electrode material developed by a certain enterprise can achieve a cycle life of over 1000 times while maintaining a high specific capacity. In addition, lithium Титанат (LTO) отрицательный электрод широко используется в сценариях хранения энергии с чрезвычайно высокими требованиями безопасности из -за его превосходной производительности безопасности, быстрого зарядки и сброса и сверх длительного срока службы цикла (до 10000 раз) . Хотя его плотность энергии относительно низкая (около120-180 wh/kg), есть все место для импровирования.
2 Оптимизация конструкции конструкции: улучшение комплексной производительности батарейных ячеек
(1) Инновационное развитие процессов ламинирования и обмотки
При производстве батареи, ламинирование и обмотка являются двумя основными методами процесса . Традиционный процесс обмотки обладает преимуществами высокой эффективности производства и низкой стоимости оборудования., однако при изготовлении батарейных ячеек с большой емкость Между электродами, более однородными, текущим распределением более стабильным и хорошо выполняется в улучшении плотности энергии и срока службы цикла батареи, особенно подходящего для высококлассных сценариев применения, которые требуют чрезвычайно высокой безопасности и производительности. В последние годы непрерывное инновации в области ламинации значительно повышают эффективность производства с помощью исследования и применения ламинации. Технология с одной скоростью ламинирования до 0 . 6s . Второй этап планирует увеличить скорость до 0,45S, а третий этап разработает ультра-высокоскоростное оборудование для ламинирования на 0,25 с, которое, как ожидается, достигнет достижения затрат и эффективности при крупномасштабной производстве процессов ламинирования в будущем.
(2) Разведка и применение новых клеточных структур
Чтобы дополнительно повысить производительность батарейных ячеек, новые структурные конструкции продолжают появляться .. и плотность энергии и увеличение плотности энергии аккумулятора на 10%. транспортное средство . Tesla взяла на себя лидерство при применении технологии CTC в некоторых моделях, увеличив диапазон автомобиля на 10% -20% и возглавляя тенденцию развития отрасли .
3 Обновление процесса производства: обеспечение качества и согласованности ячейки
(1) Высокий процесс подготовки электрода
Подготовка электродов является решающим шагом в производстве литий-батареи, непосредственно влияя на консистенцию производительности ячейки . Традиционный процесс покрытия электрода имеет такие проблемы, как неравномерная толщина покрытия и несоответствующее распределение частиц, что приводит к различным скоростям реакции в различных частях батареи во время зарядки, а также в общей производительности и жизнеобеспечении {1 atmeseemessemessemessemesse, таких как имидные, такие как имидные, такие как имидные, такие Широко используются покрытие с разрезом и переносным покрытием, которые могут достигать точного управления толщиной покрытия электродного покрытия, с отклонениями, контролируемыми в пределах ± 2 мкм, значительно улучшают однородность и консистенцию электродных покрытий . В одно и то же время, усовершенствованные технологии нажатия на притяжение роллера, такие как нажатые на давление на давление на сжатие, и ужесточенные привязки. Увеличение плотности энергии клеток . Например, на крупномасштабной линии производства литий-батареи, использование щелевого покрытия и технологии прижимания высокого характера увеличивало плотность энергии ячеек на 10%-15%, а согласованность емкости одной и той же партии составляла меньше 1%, эффективно следив за статируемости и релизоры {a {strabity {\\ strabite {\\ a {.
(2) Интеллектуальное управление производством и качеством
С разработкой промышленности 4 . 0 и интеллектуальной технологии производства, производство литиевых батареи движется к интеллекту . В процессе производства, автоматическое оборудование и роботы вводятся для достижения бессмысленных операций в обработке материалов, сборки батареи и других аспектов, снижая влияние человеческих факторов на качество продукта {4}, такие же, что -то в случае с тем, что, так и в случае, так же, как на большие данные, так и в технических данных, такие как большие технологии, такие как большие данные, такие как и другие аспекты. artificial intelligence, real-time data collection and analysis of the production process can be carried out, and quality prediction models can be established to detect potential problems in the production process in advance and achieve precise quality control. For example, by real-time monitoring and analysis of parameters such as voltage, current, and temperature during the production process of battery cells, and using machine learning algorithms to predict performance indicators such as cell capacity and cycle life, the defect rate can be Снижение на 30% -50%, повышение эффективности производства и качества продукции.