Comment améliorer la densité énergétique

La densité énergétique est le plus gros goulot d’étranglement du développement pour restreindre les batteries lithium-ion actuelles. Qu'il s'agisse de téléphones portables ou de voitures électriques, les gens attendent avec impatience que la densité énergétique de la batterie puisse atteindre un nouveau niveau, ce qui fera que la durée de vie de la batterie du produit ou de la gamme de produits ne sera plus le principal facteur troublant.

Compte tenu de la situation où la densité énergétique est devenue un goulot d'étranglement, tous les pays du monde doivent formuler des objectifs politiques pertinents pour l'industrie des batteries, qui devraient mener à une percée significative dans l'industrie des batteries en termes de densité énergétique. Les États-Unis, le Japon et d'autres pays en 2020 les objectifs fixés par le gouvernement ou le groupe industriel, pointent essentiellement vers 300 wh/kg, ce chiffre est sur la base de l'ascension actuelle est proche de 1 fois. Objectif à long terme pour 2030, 500 wh/kg, voire 700 wh/kg, l'industrie des batteries doit réaliser une avancée majeure dans le système chimique, pour que cet objectif ait été possible.

De nombreux facteurs peuvent influencer la densité énergétique de la batterie lithium-ion, le système chimique et la structure de la batterie lithium-ion

, en particulier 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, d'autres substances sont des « déchets », mais pour obtenir une sécurité stable et persistante du vecteur d'énergie, les « déchets » sont indispensables. Par exemple, un morceau de batteries lithium-ion, la qualité moyenne du lithium est d'un peu plus de 1%, les 99% restants des ingrédients ne supportent pas la fonction de stockage d'énergie d'autres substances. Les mots célèbres d'Edison, le succès c'est 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, en même temps d'exploiter autant que possible l'ion lithium sorti de l'anode, déplacé vers la cathode, puis de devoir compter à partir de la cathode le retour originel au positif (rien de moins), le cycle du transport d'énergie.

1. Améliorer la proportion positive de matière active

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

2. Améliorer la proportion de matériau actif cathodique

Ceci afin de coopérer avec l'augmentation de la matière active positive, il faut plus de matière active négative pour s'adapter à l'ion lithium, à l'énergie stockée. Si le matériau actif de la cathode n'est pas suffisant, le dépôt supplémentaire d'ions lithium dans la surface de la cathode, plutôt que intégré à l'intérieur, entraîne une réaction chimique irréversible et une atténuation de la capacité de la batterie.

3. Pour améliorer le matériau d'anode d'une capacité de stockage spécifique (g)

Il existe un plafond de matière active positive comptabilisé, non illimité. Sous la condition de la quantité de matière active positive, seulement autant que possible des ions lithium du positif pour décoller l'incrusté, participer à des réactions chimiques, pour améliorer la densité d'énergie. Nous espérons donc que nous pourrons décoller l'ion lithium intégré par rapport à la proportion positive de matière active qui 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 cobalt au phosphate de fer lithium, puis au matériau à trois yuans, nous nous dirigeons vers l'objectif.

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

4. Améliorer la capacité spécifique des matériaux d'anode

Relativement, la capacité spécifique des matériaux d'anode n'est pas la densité énergétique de la batterie lithium-ion qui est le principal goulot d'étranglement, mais si on améliore encore la capacité spécifique, du négatif signifie moins de matériaux d'électrode négative par la qualité, peut accueillir plus d'ions lithium, atteignant ainsi les objectifs de la densité d’énergie ascendante.

Avec les matériaux de carbone cathodique en graphite, capacité spécifique théorique de 372 mAh/g, sur la base de la recherche de matériaux de carbone dur et de matériaux nano-carbonés, 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, ce qui constitue la direction du point chaud de la recherche actuelle.

5. Perte de poids minceur

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