1 sistem de materiale de bază
Material electrod pozitiv
Trei materiale de element (NCM\/NCA):
Nichelul (NI) îmbunătățește capacitatea, cobalt (CO) stabilizează structura, iar manganul\/aluminiul (Mn\/Al) îmbunătățește siguranța. Conținutul ridicat de nichel (cum ar fi NCM811, NCA) este o tendință, dar provocarea de stabilitate termică este semnificativă.
Dificultate tehnică: Când conținutul de nichel este mai mare de 90%, există probleme semnificative cu privire la viața ciclului și cu producția de gaze.
Fosfat de fier de litiu (LFP):
Siguranță ridicată și costuri reduse, dar densitate redusă de energie (~ 160Wh\/kg). Bateriile BYD Blade sunt o inovație structurală tipică care îmbunătățește conductivitatea prin nanotehnologie și acoperire de carbon.
Baza bogată de mangan de litiu:
Capacitatea teoretică este mai mare de 300mAh\/g, dar problemele de atenuare a tensiunii și primul efect scăzut rămân a fi rezolvate.
Material cu electrod negativ
Grafit:Soluție mainstream, capacitate specifică ~ 372mAh\/g, aproape de limita teoretică.
Electrod negativ pe bază de siliciu: theoretical capacity reaches 4200mAh/g, but volume expansion (>300%) duce la ciclismul slab. Soluția include compozitul de carbon nano siliciu și proiectarea structurii poroase.
Electrod negativ cu metale de litiu:O opțiune potențială pentru bateriile cu stare solidă, dar problema dendritei este severă.
Electrolit
Electrolit lichid:Hexafluorofosfatul de litiu (LIPF6) este componenta principală, iar aditivii precum VC și FEC sunt necesare pentru a îmbunătăți filmul SEI.
Electroliți de stare solidă:Oxid (LLZO), sulfură (LGPS) și polimer (PEO), cu conductivitate ionică (10 ⁻³ ~ 10 ⁻² s\/cm) și impedanța interfeței fiind blocaje cheie.
Diafragmă
Tendința filmului de bază poliolefină (PE\/PP) este subțire (<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 proiectare a structurii celulare
Celulele bateriei cilindrice (cum ar fi 21700, 4680)
Tesla 4680 adoptă un design de tablete, care reduce rezistența internă cu 50%, dar procesul complet de sudare cu laser pentru urechea cu pol este complex.
Celula de baterie în formă pătrată
Stacking (CATL) față de înfășurare (BYD), stivuirea are o densitate energetică cu 5% mai mare, dar o eficiență de producție mai mică. Tehnologia CTP (Cell to Pack) elimină modulele și obține o eficiență de grupare de peste 75%.
Celula de baterie moale de pachet
Ambalaj din plastic din aluminiu, ușor, dar cu o rezistență mecanică slabă. Platforma General Motors Ultium adoptă un design „flexibil”.
3 puncte cheie ale procesului de fabricație
Acoperire cu electrozi:Abaterea de consistență a densității suprafeței ar trebui să fie mai mică de ± 1,5%, iar electrozii uscați (cum ar fi peisajul cuantic) pot elimina solvenții.
Apăsarea rolelor polare:Densitatea de compactare afectează difuzarea ionilor, iar electrozii negativi de grafit sunt de obicei 1. 6-1. 8G\/cm ³.
Injecție și formare:După injecția în vid, formarea filmului SEI necesită încărcare și descărcare în mai multe etape (cum ar fi 0. 02C încărcare lentă).
Controlul uscării:Conținutul de umiditate trebuie să fie mai mic de 500 ppm pentru a preveni hidrolizarea și generarea de HF.
4 Descoperire în tehnologia de ultimă oră
Electrod pozitiv cu nichel ultra ridicat:Monocristalin+Gradient Doping (cum ar fi Al\/Mg) îmbunătățește stabilitatea.
Colecționar curent compus:Substratul PET+acoperire de cupru\/aluminiu (cum ar fi CATL), reducând greutatea cu 40% și îmbunătățind siguranța.
Tehnologia pre -litierii:Suplimentarea pozitivă cu litiu cu electrod (Li ₂ NIO ₂) sau folie de litiu cu electrod negativ pentru a compensa pierderea de prim efect.
Electrod uscat:Achiziția Tesla a Maxwell promovează procesele fără solvent, reducând consumul de energie cu 80%.
5 provocări și tendințe
Densitatea energetică:Limita teoretică a bateriilor lichide este de aproximativ 350Wh\/kg, în timp ce bateriile cu stare solidă pot depăși 500Wh\/kg.
Tehnologie de încărcare rapidă:Electrod negativ de siliciu+electrolit superconductor poate fi încărcat la 80% în 15 minute, dar riscul de precipitații cu litiu trebuie suprimat.
Economie de reciclare:Eficiența de recuperare umedă a cobaltului și nichelului este mai mare de 98%, dar trebuie dezvoltate soluții low-cost pentru reciclarea bateriei LFP.
6 Din perspectiva lanțului industrial
Echipament:Precizia mașinii de acoperire ajunge la ± 1 μm, iar viteza mașinii de înfășurare este mai mare de 3m\/s (inteligentă de conducere).
Cost:Celulele bateriei LFP au fost reduse la<80/kWh, while ternary battery cells are around 100/kWh.