في موجة تسريع تحول هيكل الطاقة العالمي نحو الطاقة المتجددة ، فإن بطاريات الليثيوم ، كحامل رئيسي لتخزين الطاقة الفعال ، تمر بتغييرات تكنولوجية عميقة في مكوناتها الأساسية - خلايا بطارية الليثيوم - تحدد مؤشرات بطارية ليثيوم ، ومرتبطة ، والبطارية ، والبطارية ، والبطارية ، والبطارية ، والبطارية ، والبطارية ، والبطارية. حقل تخزين وتطبيق الطاقة الكامل .
1 ابتكار المواد: القوة الدافعة الرئيسية لكسر اختناقات الأداء
(1) مواد الإلكترود الإيجابية: الانتقال من التقاليد إلى الابتكار المتنوع
في الأيام الأولى ، تم استخدام أكسيد الكوبالت الليثيوم على نطاق واسع في خلايا بطارية الليثيوم في حقل الإلكترونيات الاستهلاكية بسبب منصة الجهد العالية وكثافة الطاقة . ومع ذلك ، فإن الندرة ، والأسعار المرتفعة ، والسمية العالية لموارد الكوبالت في الترويج الكبير {{2}. البطاريات وتخزين الطاقة بسبب سلامتها العالية ، وحياتها الطويلة ، والتكلفة المنخفضة نسبيًا . في الوقت الحاضر ، أصبحت المواد الثلاثية العالية النيكل (مثل NCM811 ، NCA ، وما إلى ذلك .) زيادة كبيرة في مجال الأبحاث والتطبيق . 300WH/kg ، ما يقرب من ضعف فوسفات الحديد الليثيوم التقليدي ، مما يؤدي بشكل كبير إلى تحسين سعة تخزين الطاقة لخلايا بطارية الليثيوم . مدفوعًا بالطلب على السيارات الكهربائية طويلة المدى ، تستمر نسبة التطبيق في الارتفاع . في نفس الوقت ، مواد كهربائية إيجابية جديدة مثل lithium manganes يجمع بين السلامة والتكلفة المنخفضة لفوسفات الحديد الليثيوم مع خصائص الجهد العالي لأكسيد المنغنيز الليثيوم ، ومن المتوقع أن يصبح الجيل القادم مادة كهربائية إيجابية إيجابية .
(2) مادة القطب السلبي: متابعة قدرة وثبات محددة أعلى
لطالما كانت الجرافيت هي المادة السائدة للقطب السلبي لخلايا بطارية الليثيوم ، مع انخفاض تكلفة ، وإمكانية إدخال الليثيوم المنخفضة ، وأداء ركوب الدراجات الجيد . ، مع زيادة الطلب على كثافة طاقة البطارية ، أصبح التوجيه النظري للمواد المحددة للجرافيت (372 مللي أمبير/ز) عاملًا محددًا {2} نظرًا لقدرتها النظرية المحددة التي تصل إلى 4200 مللي أمبير في الساعة/جم ، والتي تزيد عن 10 أضعاف ، فإن الجرافيت . ومع ذلك ، فإن السيليكون يخضع للتوسع في حجم كبير (ما يصل إلى 300 ٪ المواد عن طريق تشتت بشكل موحد جزيئات السيليكون النانو في مصفوفة الكربون ، باستخدام مرونة مواد الكربون لتخزين تغيير حجم السيليكون في الحجم وتعزيز الموصلية ، وحل هذه المشكلة بشكل فعال . على سبيل المثال ، {9 ، {} {tha} {exhain} ، تم استخدام القطب السلبي Titanate (LTO) على نطاق واسع في سيناريوهات تخزين الطاقة مع متطلبات السلامة العالية للغاية بسبب أداء سلامتها الممتاز ، وقدرة الشحن السريع وتفريغها ، وعمر دورة طويلة للغاية (تصل إلى 10000 مرة) . على الرغم يعني .
2 تحسين التصميم الهيكلي: تحسين الأداء الشامل لخلايا البطارية
(1) تطور مبتكر للتصفيح والعمليات المتعرجة
في تصنيع خلايا البطارية ، يكون التصفيح والتعويذة هدفين عن طريقتي العملية الرئيسية . عملية اللف التقليدية لها مزايا عالية الكفاءة في الإنتاج وتكلفة المعدات المنخفضة . ومع ذلك ، عند تصنيع خلايا البطارية الكبيرة ، فإنها تعرضة للمشاكل مثل توزيع القوة غير المتفاوت على توزيع القطب وتركيز الإجهاد الداخلي ، والتي تؤثر التواصل بين الأقطاب الكهربائية أكثر اتساقًا ، والتوزيع الحالي أكثر استقرارًا ، وأداء جيد في تحسين كثافة الطاقة وعمر دورة خلية البطارية ، وخاصةً مناسبة لسيناريوهات التطبيق الراقية التي تتطلب سلامة عالية للغاية وأداء للغاية ({4} اكتب تقنية التصفيح ، مع سرعة تصفيح واحدة تصل إلى 0 . 6S . تخطط المرحلة الثانية لزيادة السرعة إلى 0.45s ، وستقوم المرحلة الثالثة بتطوير معدات تصفيح عالية السرعة 0.25s ، والتي من المتوقع أن تحقق مزايا التكلفة والكفاءة في إنتاج كبير من عمليات التلطيح في المستقبل.
(2) استكشاف وتطبيق هياكل الخلايا الجديدة
لزيادة تعزيز أداء خلايا البطارية ، تستمر التصميمات الهيكلية الجديدة في الظهور . ، من بينها ، CTP (الخلية إلى الحزمة) ، وقد اجتذبت تقنيات CTC (الخلية إلى الهيكل) الكثير وكثافة الطاقة ، وزيادة كثافة الطاقة في حزمة البطارية بنسبة 10 ٪ -15 ٪ . تسير تقنية CTC إلى أبعد من ذلك عن طريق دمج خلايا البطارية مباشرة في هيكل السيارة ، مما يحقق التكامل العميق بين البطارية وتخفيض التكلفة. اتخذت مركبة . Tesla زمام المبادرة في تطبيق تقنية CTC في بعض طرزها ، مما يزيد من نطاق السيارة بنسبة 10 ٪ -20 وقيادة اتجاه تطوير الصناعة .
3 ترقية عملية التصنيع: ضمان جودة الخلية واتساقها
(1) عملية تحضير قطب كهربائي عالية الدقة
يعد إعداد الإلكترود خطوة حاسمة في إنتاج خلايا بطارية الليثيوم ، مما يؤثر بشكل مباشر على اتساق أداء الخلية . أن عملية طلاء القطب التقليدية لديها مشاكل مثل سماكة الطلاء غير المتكافئة وتوزيع الجسيمات غير المتسق ، مما يؤدي إلى وجود معدلات تفاعل مختلفة في أجزاء مختلفة من البطارية ، مما يؤثر على الأداء العام والحياة. يستخدم الطلاء ونقل الطلاء على نطاق واسع ، والتي يمكن أن تحقق تحكمًا دقيقًا في سماكة طلاء الإلكترود ، مع الانحرافات التي يتم التحكم فيها في ± 2 μ M ، مما يؤدي بشكل كبير إلى تحسين توحيد واتساق الطلاءات الإلكترود {{4} الكثافة . على سبيل المثال ، على خط إنتاج خلايا بطارية الليثيوم على نطاق واسع ، زاد استخدام طلاء شق وتكنولوجيا لفة عالية الدقة من كثافة الطاقة للخلايا بنسبة 10 ٪ -15 ٪ ، وانحراف تناسق السعة في نفس الدفعة من الخلايا 1 ٪ ، مما يضمن استقرارًا فعليًا للمعنى ({
(2) الإنتاج الذكي ومراقبة الجودة
من خلال تطوير الصناعة 4 . 0 وتكنولوجيا التصنيع الذكية ، يتحرك تصنيع خلايا بطارية الليثيوم نحو الذكاء . في عملية الإنتاج ، ويتم تقديم معدات الأتمتة والروبوتات لتحقيق عمليات غير طبيعية في معالجة المواد ، وتجميع خلايا البطارية ، وجوانب أخرى ، مما يقلل من تأثير العوامل البشرية على جودة المنتج {4}. يمكن تنفيذ الذكاء الاصطناعي ، وجمع البيانات في الوقت الفعلي وتحليلها لعملية الإنتاج ، ويمكن إنشاء نماذج تنبؤ الجودة لاكتشاف المشكلات المحتملة في عملية الإنتاج مسبقًا وتحقيق مراقبة جودة دقيقة . على سبيل المثال ، على سبيل المثال ، من خلال المراقبة في الوقت الفعلي ، يمكن أن يكون هناك ما يشبه المؤشرات التي تتنبّر عن الأداء ، ودرجات الحرارة ، ودرجة الحرارة ، وذلك بمؤشرات الأداء المزعجة ، والمؤشرات التي تشبه الأداء ، والمؤشرات التي تشبه الأداء ، مما يقتصر على ما يليها. تم تخفيضه بنسبة 30 ٪ -50 ٪ ، مما يؤدي إلى تحسين كفاءة الإنتاج وجودة المنتج.