História vývoja lítiovej batérie
Po desaťročiach vývoja boli lítiové batérie široko používané a energicky vyvíjané. Teraz sa stali náhradou za tradičné zdroje energie. Akým vývojovým procesom prešli lítiové batérie? Pozrime sa:
1. V sedemdesiatych rokoch minulého storočia použila spoločnosť Exxon MS Whittingham na výrobu prvej lítiovej batérie sulfid titánu ako materiál katódy a kovové lítium ako materiál anódy.
2. V roku 1980 J. Goodenough objavil, že oxid lítny kobaltnatý možno použiť ako katódový materiál pre lítium-iónové batérie.
3. V roku 1982 RR Agarwal a JR Selman z Illinois Institute of Technology zistili, že ióny lítia majú vlastnosti interkalačného grafitu. Tento proces je rýchly a reverzibilný. Bezpečnostné riziká lítiových batérií vyrobených z kovového lítia zároveň pritiahli veľkú pozornosť. Preto sa ľudia pokúšali vyrábať nabíjateľné batérie s využitím charakteristík lítiových iónov zabudovaných v grafite. Prvá dostupná lítium-iónová grafitová elektróda bola úspešne skúšobne vyrobená v Bell Laboratories.
4. V roku 1983 M. Thackeray, J. Goodenough a ďalší zistili, že mangánový spinel je vynikajúci katódový materiál s nízkou cenou, stabilitou a vynikajúcou vodivosťou a vodivosťou lítia. Jeho teplota rozkladu je vysoká a jeho oxidácia je oveľa nižšia ako oxid lítny kobaltnatý. Aj keď dôjde ku skratu alebo prebitiu, môže zabrániť nebezpečenstvu horenia a výbuchu.
5. V roku 1989 A. Manthiram a J. Goodenough zistili, že kladná elektróda s polymérnym aniónom by produkovala vyššie napätie.
6. V roku 1991 spoločnosť Sony uviedla na trh prvú komerčnú lítium-iónovú batériu. Lítium-iónové batérie následne zmenili tvár spotrebnej elektroniky.
7. V roku 1996 Padhi a Goodenough zistili, že fosfáty s olivínovou štruktúrou, ako je fosforečnan lítno-železitý (LiFePO4), sú lepšie ako tradičné katódové materiály, a preto sa stali súčasnými hlavnými katódovými materiálmi.
Vzhľadom na veľmi aktívne chemické vlastnosti kovového lítia má spracovanie, skladovanie a používanie kovového lítia veľmi vysoké environmentálne požiadavky. Preto sa výroba lítiových batérií musí vykonávať za špeciálnych podmienok prostredia. Avšak kvôli mnohým výhodám lítiových batérií sú lítiové batérie široko používané v elektronických prístrojoch, digitálnych a domácich spotrebičoch. Väčšina lítiových batérií sú však sekundárne batérie a existujú aj jednorazové batérie. Niekoľko sekundárnych batérií má slabú životnosť a bezpečnosť.
Neskôr japonská' korporácia Sony vynašla lítiovú batériu s uhlíkovým materiálom ako zápornou elektródou a zlúčeninou obsahujúcou lítium ako kladnou elektródou. Počas procesu nabíjania a vybíjania neexistuje kovové lítium, iba lítiové ióny. Toto je lítium-iónová batéria. Keď je batéria nabitá, lítiové ióny sa generujú na kladnej elektróde batérie a generované lítiové ióny sa presúvajú na zápornú elektródu cez elektrolyt. Uhlík ako záporná elektróda má vrstvenú štruktúru. Má veľa mikropórov. Lítiové ióny dosahujúce zápornú elektródu sú zapustené v mikropóroch uhlíkovej vrstvy. Čím viac lítiových iónov je vložených, tým vyššia je kapacita nabíjania. Podobne, keď je batéria vybitá (to znamená proces, pri ktorom používame batériu), lítiové ióny vložené do uhlíkovej vrstvy negatívnej elektródy sa uvoľnia a presunú späť ku kladnej elektróde. Čím viac lítiových iónov sa vráti na kladnú elektródu, tým vyššia je kapacita výboja. To, čo zvyčajne nazývame kapacita batérie, sa vzťahuje na kapacitu vybíjania. Počas procesu nabíjania a vybíjania Li-ion sú lítiové ióny v stave pohybu od kladnej elektródy k zápornej elektróde k kladnej elektróde. Li-ion batérie sú ako hojdacie kreslo. Dva konce hojdacieho kresla sú dva póly batérie a lítium-iónový ión beží v hojdacom kresle tam a späť ako atlét. Takže Li-ion batérie sa tiež nazývajú batérie hojdacích kresiel.
Vďaka širokému využívaniu digitálnych produktov, ako sú mobilné telefóny, notebooky a ďalšie produkty, sa lítium-iónové batérie široko používajú v takýchto produktoch s vynikajúcim výkonom a v posledných rokoch sa postupne vyvinuli do iných produktov. V roku 1998 začal Tianjin Power Research Institute komerčnú výrobu lítium-iónových batérií. Tradične ľudia označujú lítium-iónové batérie ako lítiové batérie, ale tieto dva typy batérií sú odlišné. Teraz sa lítium-iónové batérie stali hlavným prúdom.
Podľa údajov v správe"China' s lítiovými batériami na trhu s prognózou a správou o analýze strategického plánovania" je nevyriešený problém lítia v Číne' batériový priemysel je nezmenšenou investíciou v priemyselnom reťazci, zatiaľ čo sa zintenzívňuje neusporiadaná konkurencia, odberateľský dopyt naďalej slabne a toto odvetvie sa v Číne snaží napredovať. Vývojová cesta priemyslu lítiových batérií je v podstate rastom a formovaním zdola. Podniky sú v podstate jedna obchodná operácia. Charakteristické sú: obmedzená sila, malý rozsah, vysoký tlak na prežitie a náročný trvalo udržateľný rozvoj. Vzhľadom na obrovský trhový priestor pre nové energetické vozidlá a nepretržitú podporu vládnych politík sa však investície do čínskeho' priemyselného reťazca lítiových batérií nezmenšili a neriadená konkurencia v tomto odvetví sa zintenzívnila.
Výrobné spojenie nižšej kategórie má vážnu nadmernú kapacitu a spojenie vyššej kategórie má nedostatočné investície a cena surovín lítiových batérií naďalej klesá. Od cesty priemyselného rozvoja, založenej na oblasti spotrebnej elektroniky, je bežným vývojovým smerom používať malé a stredné lítiové batérie, ako sú elektrické náradie a elektrické bicykle, ako možnosti rozvoja a potom k hybridným batériám a nakoniec k čisto elektrickým batériám. V súčasnosti medzi elektrickým náradím a elektrickými bicyklami stále dominujú nikel-kadmiové a olovené batérie a pomaly sa rozvíja aplikácia lítiových batérií; hlavná hybridná technológia je v zahraničí a produkty hybridných automobilov sú najmä zahraničné značky. Z pohľadu národnej podpory, viac nakloniť viac k čisto elektrickým vozidlám. Keďže však čisto elektrické materiály a technológie sú stále ďaleko od rozsiahleho použitia, dopyt je nedostatočný a priemyselný reťazec lítiových batérií čelí nepríjemnej situácii neutíchajúcich investícií, ale slabého dopytu.
Hoci je cesta kľukatá, vyhliadky sú stále svetlé. Domáce upstream batériové materiály už vystúpili z obdobia zavádzania a vstúpili do obdobia rýchleho rastu. V súčasnosti sa objavilo množstvo materiálových spoločností s medzinárodnou pokročilou úrovňou. Tieto spoločnosti sa zameriavajú na vývoj základných technológií a spolupracujú s nimi na spoločnom vývoji produktov pre rôzne potreby následných zákazníkov. Prostredníctvom svojich silných schopností technického rozvoja a schopností zákazníckeho servisu si získal uznanie zákazníkov a neustále vstupuje do systému dodávateľského reťazca špičkových výrobcov batérií. Ďalej posilňovať svoju vlastnú silu prostredníctvom spolupráce a spolupráce a dosiahnuť pozitívny kruh.
S rýchlym pokrokom v základnej technológii a neustálym zvyšovaním podielu na trhu medzi množstvom domácich materiálnych gigantov, silní zostanú silní. Toto je naša pozornosť. Z pohľadu midstream Cell a downstream Pack si mnohé dôležité spotrebiteľské zariadenia v súčasnosti vyberajú Čínu ako svoju montážnu základňu. To tiež umožnilo japonským a kórejským batériovým článkom a závodom na montáž batérií usadiť sa aj v Číne a rýchlo sa rozvíjajú aj výrobné kapacity domácich výrobcov. V strednom prúdovom segmente článkov, aby sa vyrovnali s postupným poklesom cien produktov, čoraz viac výrobcov obmedzuje montáž a spracovanie batérií, vrátane Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD atď., najmä v štvorcových batériách a polymérové batérie, ktoré sú plne obsadené. Dodávateľská úloha zostavy batériových článkov. Keďže väčšina prizmatických batérií sa používa v produktoch mobilných telefónov, takmer všetky ich montujú továrne na batérie. Takmer všetky jednotlivé články polymérových batérií sú úplne zostavené v továrňach na batérie nezávisle. Montážny závod zmontuje a spracuje iba aplikácie viacerých sérií a paralelných. Midstream Cell a downstream Pack sa v minulosti postupne vyvinuli z čistého upstream-downstream vzťahu na kooperatívny a konkurenčný vzťah. Vzťah medzi konkurenciou sa bude v budúcnosti postupne zvyšovať.
