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Comment améliorer la densité d'énergie

2019-07-09

La densité d'énergie est le principal goulot d'étranglement du développement visant à limiter les batteries au lithium ionique actuelles. Qu'il s'agisse de téléphones portables ou de voitures électriques, la densité énergétique de la batterie peut atteindre un nouveau niveau, ce qui signifie que la durée de vie de la batterie du produit ou de la gamme de produits ne sera plus le principal facteur de trouble.

Compte tenu de la situation de la densité énergétique qui devient un goulot d'étranglement, tous les pays du monde doivent formuler les objectifs stratégiques pertinents de l'industrie des batteries, qui devraient constituer la percée décisive de l'industrie de la batterie en termes de densité énergétique., Japon, et autres pays en 2020 Les objectifs fixés par le gouvernement ou le groupe industriel, qui indiquent essentiellement 300 wh / kg, sont basés sur l’ascension actuelle de près de 1 fois. L’objectif à long terme pour 2030, 500 wh / kg, voire 700 wh / kg, de l’industrie des batteries doit connaître une avancée majeure dans le système chimique, si cet objectif a pu être atteint.

De nombreux facteurs peuvent influer sur la densité énergétique de la batterie lithium-ion,Batterie aux ions lithiumdu système chimique existant et de la structure, spécifiques, quelles sont les limites évidentes?

Nous avons analysé ci-dessus, et ACTS en tant que vecteur d’énergie, est en fait la batterie au lithium, les autres substances sont des "déchets", mais pour être stable, persistant, la sécurité du vecteur de l’énergie, le "déchet" est indispensable. Par exemple, un morceau de batteries lithium-ion, lithium que la moyenne de la qualité dans un peu plus de 1%, les 99% restants des ingrédients ne portent pas la fonction de stockage d'énergie des autres substances. Les mots célèbres d'Edison, le succès est de 99% de transpiration plus 1% d'inspiration, il semble que partout ah, 1% sont rouges, les 99% restants sont des feuilles vertes, qui ne le sont pas.

Donc, pour améliorer la densité énergétique, la première chose à laquelle nous pensons est d’augmenter la proportion de lithium, tout en tirant le maximum de l’ion lithium qui s’écoule de l’anode, se déplace vers la cathode, puis doit compter de la cathode le retour original au positif (pas moins), le cycle de l'énergie de transport.

1. Améliorer la proportion de matière active positive

Pour améliorer la proportion de matière active positive, principalement dans le même système chimique, la teneur en lithium (toutes choses étant égales par ailleurs), la densité d'énergie peut également avoir l'ascension correspondante. Donc, sous une certaine limite de taille et de poids, nous espérons que le matériel actif positif, un peu plus.

2. Améliorer la proportion du matériau actif de la cathode

C’est pour coopérer avec l’augmentation du matériau actif positif, qu’il faut davantage de matériau actif négatif pour tenir compte de la nage en ion lithium, de l’énergie emmagasinée. Si le matériau actif de la cathode ne suffit pas, le dépôt supplémentaire d’ions lithium à la surface de la cathode, au lieu d’être incorporé dans la réaction chimique irréversible et l’atténuation de la capacité de la batterie.

3. Améliorer le matériau d'anode de la capacité de stockage spécifique (g)

Il y a un plafond du matériel actif positif de comptabilisé, pas illimité. Sous la condition de la quantité du matériau actif positif doit, seulement autant que possible des ions lithium du positif pour enlever le noyé, participer aux réactions chimiques, pour améliorer la densité d'énergie. Nous espérons donc que nous pourrons enlever l'ion lithium intégré par rapport à la proportion de matière active positive est plus élevée, la qualité de l'indice de capacité spécifique plus élevé.


C’est la raison pour laquelle nous étudions et choisissons différents matériaux d’anode, du lithium acide de cobalt au phosphate de fer et de lithium, en passant par trois yuans, pour atteindre cet objectif.


Il a déjà été analysé, le lithium acide de cobalt peut atteindre 137 mAh / g, et les valeurs réelles de lithium et de phosphate de fer acide de fer lithium sont autour de 120 mAh / g, le nickel cobalt manganèse trois yuans peut atteindre 180 mah / g. Si vous voulez remonter, vous devez rechercher de nouveaux matériaux d'anode et les progrès de l'industrialisation.


4. Améliorer la capacité spécifique des matériaux d'anode

Relativement, la capacité spécifique des matériaux anodiques n’est pas la densité énergétique de la batterie au lithium-ion, mais si elle améliore encore la capacité spécifique, signifie moins de matériaux d’électrode négative par la qualité, peut accueillir plus d’ions lithium, permettant ainsi d’atteindre les objectifs de la densité d'énergie ascendante.


Avec des matériaux en carbone cathodique en graphite, la capacité spécifique théorique est de 372 mAh / g, sur la base de la recherche de matériaux en carbone dur et de matériaux en nanocarbone, la capacité spécifique peut être augmentée à plus de 600 mah / g. Les matériaux d'anode à base d'étain et de silicium peuvent également augmenter la capacité spécifique de l'anode à un niveau très élevé, tels sont les objectifs du hot spot de recherche actuel.


5. Perte de poids minceur

En plus du positif de matériau actif négatif, électrolyte, film isolant, adhésif, agent conducteur, récupération de fluide, matrice, matériau de coque, etc., sont des batteries lithium-ion "poids mort", représentant environ 40% du total poids de la batterie. Si vous pouvez réduire le poids du matériau, n'affecte pas les performances de la batterie en même temps, cela peut également améliorer la densité énergétique des batteries lithium-ion.

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