Storia dello sviluppo della batteria al litio
Dopo decenni di sviluppo, le batterie al litio sono state ampiamente utilizzate e sviluppate con vigore. Ora sono diventati un sostituto delle fonti energetiche tradizionali. Che tipo di processo di sviluppo hanno attraversato le batterie al litio? Diamo un'occhiata:
1. Negli anni '70, la MS Whittingham di Exxon ha utilizzato il solfuro di titanio come materiale del catodo e il litio metallico come materiale dell'anodo per realizzare la prima batteria al litio.
2. Nel 1980, J. Goodenough ha scoperto che l'ossido di litio e cobalto può essere utilizzato come materiale catodico per le batterie agli ioni di litio.
3. Nel 1982, RR Agarwal e JR Selman dell'Illinois Institute of Technology scoprirono che gli ioni di litio hanno le caratteristiche della grafite intercalante. Questo processo è veloce e reversibile. Allo stesso tempo, i rischi per la sicurezza delle batterie al litio in metallo al litio hanno attirato molta attenzione. Pertanto, le persone hanno provato a realizzare batterie ricaricabili utilizzando le caratteristiche degli ioni di litio incorporati nella grafite. Il primo elettrodo di grafite agli ioni di litio disponibile è stato prodotto con successo da Bell Laboratories.
4. Nel 1983, M. Thackeray, J. Goodenough e altri scoprirono che lo spinello di manganese è un eccellente materiale catodico, con un prezzo basso, stabilità ed eccellente conduttività e conduttività al litio. La sua temperatura di decomposizione è elevata e la sua ossidazione è molto inferiore a quella dell'ossido di litio e cobalto. Anche se c'è un cortocircuito o un sovraccarico, può evitare il pericolo di combustione ed esplosione.
5. Nel 1989, A. Manthiram e J. Goodenough scoprirono che un elettrodo positivo con un anione polimerico avrebbe prodotto una tensione maggiore.
6. Nel 1991, Sony ha rilasciato la prima batteria commerciale agli ioni di litio. Successivamente, le batterie agli ioni di litio hanno rivoluzionato il volto dell'elettronica di consumo.
7. Nel 1996, Padhi e Goodenough hanno scoperto che i fosfati con una struttura olivina, come il fosfato di ferro e litio (LiFePO4), sono più superiori ai materiali catodici tradizionali e quindi sono diventati gli attuali materiali catodici tradizionali.
A causa delle proprietà chimiche molto attive del litio metallico, la lavorazione, lo stoccaggio e l'uso del litio metallico hanno requisiti ambientali molto elevati. Pertanto, la produzione di batterie al litio deve essere effettuata in condizioni ambientali speciali. Tuttavia, a causa dei numerosi vantaggi delle batterie al litio, le batterie al litio sono ampiamente utilizzate negli strumenti elettronici, digitali e negli elettrodomestici. Tuttavia, la maggior parte delle batterie al litio sono batterie secondarie e ci sono anche batterie usa e getta. Alcune batterie secondarie hanno scarsa durata e sicurezza.
Più tardi, la Sony Corporation del Giappone'inventò una batteria al litio con materiale in carbonio come elettrodo negativo e composto contenente litio come elettrodo positivo. Durante il processo di carica e scarica, non c'è litio metallico, solo ioni di litio. Questa è una batteria agli ioni di litio. Quando la batteria è carica, gli ioni di litio vengono generati sull'elettrodo positivo della batteria e gli ioni di litio generati si spostano sull'elettrodo negativo attraverso l'elettrolita. Il carbonio come elettrodo negativo ha una struttura a strati. Ha molti micropori. Gli ioni di litio che raggiungono l'elettrodo negativo sono incorporati nei micropori dello strato di carbonio. Più ioni di litio vengono inseriti, maggiore è la capacità di carica. Allo stesso modo, quando la batteria è scarica (ovvero, il processo in cui utilizziamo la batteria), gli ioni di litio incorporati nello strato di carbonio dell'elettrodo negativo vengono rilasciati e tornano all'elettrodo positivo. Più ioni di litio ritornano all'elettrodo positivo, maggiore è la capacità di scarica. Ciò che di solito chiamiamo capacità della batteria si riferisce alla capacità di scarica. Durante il processo di carica e scarica degli ioni di litio, gli ioni di litio sono in uno stato di movimento dall'elettrodo positivo all'elettrodo negativo all'elettrodo positivo. Le batterie agli ioni di litio sono come una sedia a dondolo. Le due estremità della sedia a dondolo sono i due poli della batteria e gli ioni di litio vanno avanti e indietro nella sedia a dondolo come un atleta. Quindi le batterie agli ioni di litio sono anche chiamate batterie per sedie a dondolo.
Con l'uso diffuso di prodotti digitali come telefoni cellulari, computer notebook e altri prodotti, le batterie agli ioni di litio sono state ampiamente utilizzate in tali prodotti con prestazioni eccellenti e negli ultimi anni si sono gradualmente sviluppate in altre applicazioni di prodotti. Nel 1998, il Tianjin Power Research Institute ha iniziato la produzione commerciale di batterie agli ioni di litio. Tradizionalmente, le persone si riferiscono alle batterie agli ioni di litio come batterie al litio, ma questi due tipi di batterie sono diversi. Ora le batterie agli ioni di litio sono diventate il mainstream.
Secondo i dati del"Cina's Previsione della domanda di mercato dell'industria delle batterie al litio e rapporto di analisi della pianificazione strategica degli investimenti", il problema in sospeso della Cina's litio l'industria delle batterie è l'investimento costante nella catena industriale mentre la concorrenza disordinata si intensifica, la domanda a valle continua a indebolirsi e l'industria sta lottando per andare avanti in Cina. Il percorso di sviluppo dell'industria delle batterie al litio è fondamentalmente una crescita e una formazione di base. Le imprese sono fondamentalmente una singola operazione commerciale. Le caratteristiche sono: forza limitata, piccola scala, alta pressione per la sopravvivenza e difficile sviluppo sostenibile. Tuttavia, a causa del vasto spazio di mercato per i veicoli di nuova energia e del continuo sostegno delle politiche governative, l'investimento nella catena industriale delle batterie al litio in Cina' non è diminuito e la concorrenza disordinata nel settore si è intensificata.
Il collegamento di produzione di fascia bassa ha una grave sovraccapacità e il collegamento di fascia alta ha investimenti insufficienti e il prezzo delle materie prime delle batterie al litio ha continuato a diminuire. Dal percorso di sviluppo industriale, basato sul campo dell'elettronica di consumo, è una normale pista di sviluppo utilizzare batterie al litio di piccole e medie dimensioni come utensili elettrici e biciclette elettriche come opportunità di sviluppo, e quindi alle batterie ibride e infine alle batterie elettriche pure. Attualmente, gli elettroutensili e le biciclette elettriche sono ancora dominati dalle batterie al nichel-cadmio e al piombo e l'applicazione delle batterie al litio si sta sviluppando lentamente; la principale tecnologia ibrida è all'estero e i prodotti per auto ibride sono principalmente marchi stranieri. Dal punto di vista del sostegno nazionale, più Tilt di più ai veicoli elettrici puri. Tuttavia, poiché i materiali e le tecnologie elettriche pure sono ancora lontane dall'applicazione su larga scala, la domanda è insufficiente e la catena dell'industria delle batterie al litio sta affrontando una situazione imbarazzante di investimenti senza sosta ma domanda debole.
Nonostante la strada sia tortuosa, le prospettive sono ancora rosee. I materiali delle batterie domestiche a monte sono già usciti dal periodo di introduzione ed sono entrati in un periodo di rapida crescita. Attualmente sono emerse numerose aziende di materiali con livelli avanzati internazionali. Queste aziende si concentrano sullo sviluppo della tecnologia di base e collaborano con loro per sviluppare insieme prodotti per le diverse esigenze dei clienti a valle. Grazie alle sue forti capacità di sviluppo tecnico e di servizio al cliente, ha ottenuto il riconoscimento dei clienti ed è costantemente entrato nel sistema della catena di approvvigionamento dei principali produttori di batterie. Migliorare ulteriormente la propria forza attraverso la collaborazione e la cooperazione e realizzare un circolo virtuoso.
Con il rapido progresso della tecnologia di base e il continuo aumento della quota di mercato tra un certo numero di giganti materiali nazionali, i forti rimarranno forti. Questo è il nostro obiettivo. Dal punto di vista di Midstream Cell e downstream Pack, molti importanti dispositivi consumer scelgono attualmente la Cina come base di assemblaggio. Ciò ha anche consentito alle celle di batterie giapponesi e coreane e agli impianti di assemblaggio di batterie di stabilirsi anche in Cina, e anche la capacità di produzione dei produttori nazionali si sta sviluppando rapidamente. Nel segmento delle celle midstream, per far fronte al graduale calo dei prezzi dei prodotti, sempre più produttori stanno tagliando l'assemblaggio e la lavorazione delle batterie, tra cui Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD, ecc., In particolare nelle batterie quadrate e batterie ai polimeri, che sono completamente occupate. Il ruolo di fornitura dell'assemblaggio delle celle della batteria. Poiché la maggior parte delle batterie prismatiche viene utilizzata nei prodotti per telefoni cellulari, sono quasi tutte assemblate da fabbriche di batterie. Quasi tutte le singole celle delle batterie ai polimeri sono completamente assemblate dalle fabbriche di celle delle batterie in modo indipendente. Solo le applicazioni di più serie e parallelo verranno assemblate ed elaborate dalla fabbrica di montaggio. Midstream Cell e downstream Pack si sono gradualmente evoluti da una pura relazione upstream-downstream in passato a una relazione cooperativa e competitiva. Il rapporto tra concorrenza aumenterà gradualmente in futuro.
