Utvecklingshistorik för litiumbatterier
Efter decennier av utveckling har litiumbatterier använts i stor utsträckning och utvecklats kraftfullt. Nu har de blivit ett substitut för traditionella energikällor. Vilken typ av utvecklingsprocess har litiumbatterier genomgått? Låt oss ta en titt:
1. På 1970-talet använde Exxons MS Whittingham titansulfid som katodmaterial och metalliskt litium som anodmaterial för att tillverka det första litiumbatteriet.
2. År 1980 upptäckte J. Goodenough att litiumkoboltoxid kan användas som katodmaterial för litiumjonbatterier.
3. År 1982 upptäckte RR Agarwal och JR Selman från Illinois Institute of Technology att litiumjoner har egenskaperna hos interkalerande grafit. Denna process är snabb och reversibel. Samtidigt har säkerhetsriskerna med litiumbatterier gjorda av metalllitium väckt stor uppmärksamhet. Därför har människor försökt att göra uppladdningsbara batterier med hjälp av egenskaperna hos litiumjoner inbäddade i grafit. Den första tillgängliga litiumjongrafitelektroden testades framgångsrikt av Bell Laboratories.
4. År 1983 upptäckte M. Thackeray, J. Goodenough och andra att manganspinell är ett utmärkt katodmaterial, med lågt pris, stabilitet och utmärkt konduktivitet och litiumkonduktivitet. Dess nedbrytningstemperatur är hög och dess oxidation är mycket lägre än litiumkoboltoxidens. Även om det blir kortslutning eller överladdning kan det undvika faran för förbränning och explosion.
5. År 1989 upptäckte A. Manthiram och J. Goodenough att en positiv elektrod med en polymeranjon skulle producera en högre spänning.
6. 1991 släppte Sony det första kommersiella litiumjonbatteriet. Därefter revolutionerade litiumjonbatterier hemelektronikens ansikte.
7. 1996 upptäckte Padhi och Goodenough att fosfater med en olivinstruktur, såsom litiumjärnfosfat (LiFePO4), är mer överlägsna än traditionella katodmaterial och därför har blivit de vanliga katodmaterialen.
På grund av litiummetallens mycket aktiva kemiska egenskaper har bearbetning, lagring och användning av litiummetall mycket höga miljökrav. Därför måste tillverkningen av litiumbatterier ske under speciella miljöförhållanden. Men på grund av de många fördelarna med litiumbatterier används litiumbatterier i stor utsträckning i elektroniska instrument, digitala och hushållsapparater. De flesta litiumbatterier är dock sekundära batterier, och det finns även engångsbatterier. Några få sekundära batterier har dålig livslängd och säkerhet.
Senare uppfann Japans's Sony Corporation ett litiumbatteri med kolmaterial som negativ elektrod och litiumhaltig förening som positiv elektrod. Under laddning och urladdning finns det inget metalllitium, bara litiumjoner. Detta är ett litiumjonbatteri. När batteriet är laddat genereras litiumjoner på batteriets positiva elektrod, och de genererade litiumjonerna förflyttas till den negativa elektroden genom elektrolyten. Kolet som negativ elektrod har en skiktad struktur. Den har många mikroporer. Litiumjonerna som når den negativa elektroden är inbäddade i kolskiktets mikroporer. Ju fler litiumjoner som sätts in, desto högre laddningskapacitet. På liknande sätt, när batteriet laddas ur (det vill säga processen vi använder batteriet), släpps litiumjonerna inbäddade i kolskiktet av den negativa elektroden och flyttas tillbaka till den positiva elektroden. Ju mer litiumjoner som återvände till den positiva elektroden, desto högre urladdningskapacitet. Det vi brukar kalla batterikapacitet avser urladdningskapaciteten. Under laddnings- och urladdningsprocessen för Li-jon är litiumjoner i ett tillstånd av rörelse från positiv elektrod till negativ elektrod till positiv elektrod. Li-ion batterier är som en gungstol. De två ändarna av gungstolen är batteriets två poler, och litiumjonen rinner fram och tillbaka i gungstolen som en idrottare. Så Li-ion batterier kallas även gungstolsbatterier.
Med den utbredda användningen av digitala produkter som mobiltelefoner, bärbara datorer och andra produkter, har litiumjonbatterier använts i stor utsträckning i sådana produkter med utmärkta prestanda, och har gradvis utvecklats till andra produktapplikationer under senare år. 1998 började Tianjin Power Research Institute kommersiell produktion av litiumjonbatterier. Traditionellt hänvisar folk till litiumjonbatterier som litiumbatterier, men dessa två typer av batterier är olika. Nu har litiumjonbatterier blivit mainstream.
Enligt uppgifterna i"Kinas's Litiumbatteriindustri Marknadsefterfrågansprognos och investeringsstrategisk planeringsanalysrapport", är det utestående problemet med Kinas's litium batteriindustrin är den oförminskade investeringen i industrikedjan medan den oordnade konkurrensen intensifieras, efterfrågan i efterföljande led fortsätter att försvagas och industrin kämpar för att ta sig framåt i Kina. Utvecklingsvägen för litiumbatteriindustrin är i grunden en tillväxt och bildning på gräsrotsnivå. Företag är i grunden en enda affärsverksamhet. Egenskaperna är: begränsad styrka, liten skala, högt överlevnadstryck och svår hållbar utveckling. Men på grund av det stora marknadsutrymmet för nya energifordon och det kontinuerliga stödet från regeringens politik har investeringen i Kinas's industrikedja för litiumbatterier inte minskat, och den oordnade konkurrensen i branschen har intensifierats.
Den låga tillverkningslänken har allvarlig överkapacitet, och den avancerade länken har otillräckliga investeringar, och priset på litiumbatteriråvaror har fortsatt att falla. Från den industriella utvecklingsvägen, baserad på hemelektronikområdet, är det ett normalt utvecklingsspår att använda små och medelstora litiumbatterier som elverktyg och elcyklar som utvecklingsmöjligheter, och sedan till hybridbatterier och slutligen till rena elektriska batterier. För närvarande domineras elverktyg och elcyklar fortfarande av nickel-kadmium- och blybatterier, och användningen av litiumbatterier utvecklas långsamt; den huvudsakliga hybridteknologin är utomlands och hybridbilsprodukter är främst utländska märken. Ur perspektivet av nationellt stöd, mer Tilta mer till rena elfordon. Men eftersom rena elektriska material och teknologier fortfarande är långt ifrån storskalig tillämpning är efterfrågan otillräcklig, och litiumbatteriindustrin står inför en pinsam situation med oförminskade investeringar men svag efterfrågan.
Även om vägen är krokig är utsikterna fortfarande ljusa. De inhemska uppströmsbatterimaterialen har redan klivit ut ur introduktionsperioden och gått in i en period av snabb tillväxt. För närvarande har ett antal materialföretag med internationell avancerad nivå vuxit fram. Dessa företag fokuserar på kärnteknologiutveckling och samarbetar med dem för att gemensamt utveckla produkter för nedströmskunders olika behov. Genom sin starka tekniska utvecklingskapacitet och kundtjänstkapacitet har den vunnit kundkännedom och har kontinuerligt kommit in i leveranskedjan för de bästa batteritillverkarna. Ytterligare stärka sin egen styrka genom samarbete och samarbete, och uppnå en god cirkel.
Med den snabba utvecklingen av kärnteknologi och den kontinuerliga ökningen av marknadsandelar bland ett antal inhemska materialjättar kommer de starka att förbli starka. Detta är vårt fokus. Ur perspektivet av midstream Cell och downstream Pack väljer många viktiga konsumentenheter för närvarande Kina som sin monteringsbas. Detta har också gjort det möjligt för japanska och koreanska battericeller och batterimonteringsfabriker att också bosätta sig i Kina, och de inhemska tillverkarnas produktionskapacitet utvecklas också snabbt. I mellanströmscellsegmentet, för att klara av den gradvisa nedgången i produktpriserna, skär allt fler tillverkare in på batterimontering och bearbetning, inklusive Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD, etc., särskilt i fyrkantiga batterier och polymerbatterier, som är fullt upptagna. Försörjningsrollen för battericellsmontering. Eftersom de flesta prismatiska batterierna används i mobiltelefonprodukter, är de nästan alla sammansatta av battericellsfabriker. Nästan alla enstaka celler av polymerbatterier är helt sammansatta av battericellsfabrikerna oberoende. Endast applikationer av flera serier och parallella kommer att monteras och bearbetas av monteringsfabriken. Midstream Cell och downstream Pack har gradvis utvecklats från ett rent uppströms-nedströmsförhållande tidigare till ett samarbets- och konkurrensförhållande. Förhållandet mellan konkurrens kommer successivt att öka i framtiden.
