Utviklingshistorie for litiumbatterier
Etter tiår med utvikling har litiumbatterier blitt mye brukt og utviklet kraftig. Nå har de blitt en erstatning for tradisjonelle energikilder. Hva slags utviklingsprosess har litiumbatterier gjennomgått? La oss ta en titt:
1. På 1970-tallet brukte Exxons MS Whittingham titansulfid som katodemateriale og metallisk litium som anodemateriale for å lage det første litiumbatteriet.
2. I 1980 oppdaget J. Goodenough at litiumkoboltoksid kan brukes som katodemateriale for litiumionbatterier.
3. I 1982 oppdaget RR Agarwal og JR Selman fra Illinois Institute of Technology at litiumioner har egenskapene til interkalerende grafitt. Denne prosessen er rask og reversibel. Samtidig har sikkerhetsfarene ved litiumbatterier laget av metalllitium vakt mye oppmerksomhet. Derfor har folk prøvd å lage oppladbare batterier ved å bruke egenskapene til litiumioner innebygd i grafitt. Den første tilgjengelige litiumion-grafittelektroden ble vellykket prøveprodusert av Bell Laboratories.
4. I 1983 oppdaget M. Thackeray, J. Goodenough og andre at manganspinell er et utmerket katodemateriale, med lav pris, stabilitet og utmerket ledningsevne og litiumledningsevne. Dens nedbrytningstemperatur er høy, og oksidasjonen er mye lavere enn for litiumkoboltoksid. Selv om det er kortslutning eller overlading, kan det unngå fare for forbrenning og eksplosjon.
5. I 1989 oppdaget A. Manthiram og J. Goodenough at en positiv elektrode med et polymeranion ville produsere en høyere spenning.
6. I 1991 ga Sony ut det første kommersielle litium-ion-batteriet. Deretter revolusjonerte litium-ion-batterier ansiktet til forbrukerelektronikk.
7. I 1996 oppdaget Padhi og Goodenough at fosfater med en olivinstruktur, slik som litiumjernfosfat (LiFePO4), er mer overlegne enn tradisjonelle katodematerialer, og har derfor blitt dagens mainstream katodematerialer.
På grunn av de svært aktive kjemiske egenskapene til litiummetall, har prosessering, lagring og bruk av litiummetall svært høye miljøkrav. Derfor må produksjonen av litiumbatterier utføres under spesielle miljøforhold. Men på grunn av de mange fordelene med litiumbatterier, er litiumbatterier mye brukt i elektroniske instrumenter, digitale og husholdningsapparater. De fleste litiumbatterier er imidlertid sekundære batterier, og det finnes også engangsbatterier. Noen få sekundære batterier har dårlig levetid og sikkerhet.
Senere oppfant Japans's Sony Corporation et litiumbatteri med karbonmateriale som negativ elektrode og litiumholdig forbindelse som positiv elektrode. Under lade- og utladingsprosessen er det ikke metalllitium, bare litiumioner. Dette er et litiumionbatteri. Når batteriet lades, genereres litiumioner på den positive elektroden på batteriet, og de genererte litiumionene beveger seg til den negative elektroden gjennom elektrolytten. Karbonet som negativ elektrode har en lagdelt struktur. Den har mange mikroporer. Litiumionene som når den negative elektroden er innebygd i mikroporene i karbonlaget. Jo flere litiumioner som settes inn, jo høyere er ladekapasiteten. På samme måte, når batteriet er utladet (det vil si prosessen vi bruker batteriet), frigjøres litiumionene som er innebygd i karbonlaget til den negative elektroden og beveger seg tilbake til den positive elektroden. Jo flere litiumioner som returneres til den positive elektroden, desto høyere utladningskapasitet. Det vi vanligvis kaller batterikapasitet refererer til utladningskapasiteten. Under lade- og utladingsprosessen til Li-ion er litiumioner i en bevegelsestilstand fra positiv elektrode til negativ elektrode til positiv elektrode. Li-ion-batterier er som en gyngestol. De to endene av gyngestolen er de to polene til batteriet, og litiumionet løper frem og tilbake i gyngestolen som en idrettsutøver. Så Li-ion-batterier kalles også gyngestolbatterier.
Med den utbredte bruken av digitale produkter som mobiltelefoner, bærbare datamaskiner og andre produkter, har litium-ion-batterier blitt mye brukt i slike produkter med utmerket ytelse, og har gradvis utviklet seg til andre produktapplikasjoner de siste årene. I 1998 startet Tianjin Power Research Institute kommersiell produksjon av litium-ion-batterier. Tradisjonelt omtaler folk litium-ion-batterier som litiumbatterier, men disse to typene batterier er forskjellige. Nå har litium-ion-batterier blitt mainstream.
I følge dataene i"China's Lithium Battery Industry Market Demand Forecast and Investment Strategic Planning Analysis Report", er det utestående problemet med Kinas's litium batteriindustrien er den uforminskede investeringen i industrikjeden mens uryddig konkurranse intensiveres, etterspørselen nedstrøms fortsetter å svekkes, og industrien sliter med å komme videre i Kina. Utviklingsveien til litiumbatteriindustrien er i utgangspunktet en grasrotvekst og dannelse. Bedrifter er i utgangspunktet en enkelt forretningsdrift. Egenskapene er: begrenset styrke, liten skala, høyt overlevelsespress, og vanskelig bærekraftig utvikling. På grunn av den enorme markedsplassen for nye energikjøretøyer og den kontinuerlige støtten fra regjeringens politikk, har ikke investeringen i Kinas's industrikjede for litiumbatterier blitt mindre, og den uordnede konkurransen i bransjen har intensivert.
Low-end-produksjonskoblingen har alvorlig overkapasitet, og high-end-koblingen har utilstrekkelig investering, og prisen på litiumbatteriråvarer har fortsatt å falle. Fra den industrielle utviklingsveien, basert på feltet forbrukerelektronikk, er det et normalt utviklingsspor å bruke små og mellomstore litiumbatterier som elektriske verktøy og elsykler som utviklingsmuligheter, og deretter til hybridbatterier og til slutt til rene elektriske batterier. For tiden domineres fortsatt elektroverktøy og elektriske sykler av nikkel-kadmium- og bly-syre-batterier, og bruken av litiumbatterier utvikler seg sakte; den viktigste hybridteknologien er i utlandet, og hybridbilprodukter er hovedsakelig utenlandske merker. Fra perspektivet til nasjonal støtte, mer Tilt mer til rene elektriske kjøretøy. Men fordi rene elektriske materialer og teknologier fortsatt er langt fra storskala applikasjoner, er etterspørselen utilstrekkelig, og litiumbatteriindustrien står overfor en pinlig situasjon med uforminskede investeringer, men svak etterspørsel.
Selv om veien er kronglete, er utsiktene fortsatt lyse. De innenlandske oppstrøms batterimaterialene har allerede gått ut av introduksjonsperioden og gått inn i en periode med rask vekst. For tiden har det dukket opp en rekke materialbedrifter med internasjonalt avansert nivå. Disse selskapene fokuserer på kjerneteknologiutvikling og samarbeider med dem for å i fellesskap utvikle produkter for de ulike behovene til nedstrømskunder. Gjennom sine sterke tekniske utviklingsevner og kundeserviceevner har den vunnet kundeanerkjennelse og har kontinuerlig gått inn i forsyningskjedesystemet til topp batteriprodusenter. Ytterligere styrke sin egen styrke gjennom samarbeid og samarbeid, og oppnå en god sirkel.
Med den raske utviklingen av kjerneteknologi og den kontinuerlige økningen av markedsandeler blant en rekke innenlandske materialgiganter, vil de sterke forbli sterke. Dette er vårt fokus. Fra perspektivet til midstream Cell og downstream Pack, velger mange viktige forbrukerenheter for tiden Kina som sin monteringsbase. Dette har også gjort det mulig for japanske og koreanske battericeller og batterimonteringsanlegg å bosette seg i Kina, og produksjonskapasiteten til innenlandske produsenter utvikler seg også raskt. I midtstrømscellesegmentet, for å takle den gradvise nedgangen i produktpriser, kutter flere og flere produsenter i batterimontering og prosessering, inkludert Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD, etc., spesielt innen firkantede batterier og polymerbatterier, som er fullt opptatt. Forsyningsrollen til battericellemontering. Siden de fleste prismatiske batteriene brukes i mobiltelefonprodukter, er de nesten alle satt sammen av battericellefabrikker. Nesten alle enkeltceller av polymerbatterier er fullstendig montert av battericellefabrikkene uavhengig. Kun applikasjoner av flere serier og parallelle vil bli satt sammen og behandlet av monteringsfabrikken. Midstream Cell og downstream Pack har gradvis utviklet seg fra et rent oppstrøms-nedstrømsforhold tidligere til et samarbeids- og konkurranseforhold. Forholdet mellom konkurranse vil gradvis øke i fremtiden.
