Lithium-Batterien „rocking chair type“ Batterie bezeichnet, geladene Ionen bewegen sich zwischen den positiven und negativen, Ladungsübertragung oder Ladeleistung an eine externe Schaltung von einer externen Energiequelle zu erreichen.
Spezifischer Ladevorgang wird die Spannung in der äußeren bipolaren Batterie angelegt wird, Lithiumionen aus dem Kathodenmaterial in die Elektrolyten extrahieren, während überschüssige Elektronen von dem Kathodenstromkollektor erzeugt, die negativen Elektrode durch die externe Schaltung zu der Bewegung, die Lithiumionen in dem Elektrolyten Bewegen von der positiven Elektrode zu der negativen Elektrode durch den Separator zum negativen, die negativen Elektrode durch den SEI-Film in die Oberfläche der negativen Elektrode ist, in der Graphitschichtstruktur eingebettet ist, und verbinden sich mit Elektronen.
Während des gesamten Ionen- und Elektronenbetriebes hat die Batteriestruktur, die den Ladungstransfer beeinflusst, ob elektrochemisch oder physikalisch, einen Einfluss auf die Schnellladeleistung.
Schnelle Ladeanforderungen für verschiedene Teile der Batterie
Wenn Sie die Batterieleistung verbessern möchten, müssen Sie in allen Aspekten der Batterie, einschließlich der positiven Elektrode, der negativen Elektrode, des Elektrolyten, der Membran und des strukturellen Designs, hart arbeiten.
Positiv
In der Tat können fast alle Arten von positiven Elektrodenmaterialien verwendet werden, um schnell gefüllte Batterien herzustellen.Die Haupteigenschaften, die garantiert werden müssen, umfassen Leitfähigkeit (verringerter Innenwiderstand), Diffusion (garantierte Reaktionskinetik), Langlebigkeit (keine Erklärung erforderlich) und Sicherheit (nicht erforderlich). Erklären Sie), korrekte Verarbeitungsleistung (spezifische Oberfläche kann nicht zu groß sein, reduzieren Nebenreaktionen, für Sicherheitsdienste).
Natürlich können die Probleme, die für jedes spezifische Material gelöst werden müssen, variieren, aber unsere üblichen Kathodenmaterialien können optimiert werden, um diese Anforderungen durch eine Reihe von Optimierungen zu erfüllen, aber unterschiedliche Materialien unterscheiden sich auch:
A, Lithium-Eisen-Phosphat kann mehr auf das Problem der Leitfähigkeit, niedrige Temperatur konzentrieren.Kohlenstoffbeschichtung, moderate Nanokristallisation (beachten Sie, moderat, nicht so fein wie möglich, einfache Logik), die Bildung von Ionenleitern auf der Oberfläche der Teilchen Ist die typischste Strategie.
B, Vergleich ternäres Material selbst ein gute Leitfähigkeit hat, aber seine Reaktivität zu hoch ist, und daher wenig Arbeit ternäres Material der Nanogröße paßt alle, welche Art von Material Leistung Antidot (Nanometer nicht, vor allem im Bereich der Batterie Es gibt manchmal viele Reaktionen in dem System.Mehres Augenmerk wird auf Sicherheit und Hemmung (und Elektrolyt) Nebenwirkungen gerichtet.Denn Hauptziel von ternären Materialien ist Sicherheit.In letzter Zeit sind häufig Batterie Sicherheitsunfälle in dieser Hinsicht aufgetreten. Stellen Sie höhere Anforderungen vor.
C, Lithium-Manganat ist wichtiger für das Leben, es gibt eine Menge von Lithium-Manganat-Batterien auf dem Markt.
Negative Elektrode
Tendenz, wenn die Lithium-Ionen-Batterie, eine negative Lithium-Elektrode mit der Migration, während großer Schnelladestrom zu hoch ist, das Potential der negativen Elektrode zu bringen zu negativeren Potentialen führt, zu dieser Zeit ein Unterdruck schnell Lithium Aufnahme ist groß, Lithium-Dendriten zu erzeugen, werden große, schnelle Ladung erfüllen nicht nur die negative Elektrode Lithium Diffusionskinetik Anforderungen, sondern auch die Sicherheit Problem der erhöhten Neigung von Lithium-Dendriten Bildung verursacht, so ein schnelles Aufladen des Kerns ist in der Tat die wichtigsten technischen Schwierigkeiten von Lithiumionen in der negativen Elektrode zu lösen .
A. Derzeit ist das dominierende Anodenmaterial auf dem Markt immer noch Graphit (etwa 90% des Marktanteils) Die Hauptursache ist, dass es nicht billig ist - billig, und die umfassenden Verarbeitungseigenschaften von Graphit, die Energiedichte ist ausgezeichnet, und die Nachteile sind relativ gering. Die Graphitanode ist natürlich ebenfalls problematisch.Die Oberfläche ist empfindlich gegenüber dem Elektrolyten.Die Lithiuminterkalationsreaktion hat eine starke Direktionalität.Deshalb ist es hauptsächlich notwendig, an der Graphitoberflächenbehandlungzu arbeiten, um ihre strukturelle Stabilität zu verbessern und die Diffusionvon Lithiumionen auf dem Substrat zu fördern. Die Richtung.
B, Hartkohlenstoff- und Weichkohlenstoffmaterialien haben sich ebenfalls in den letzten Jahren entwickelt: Hartkohlenstoffmaterialien haben ein hohes Lithiumeinfügungspotential, Mikroporen in den Materialien und gute Reaktionskinetiken, und weiche Kohlenstoffmaterialien haben eine gute Kompatibilität mit Elektrolyten, MCMB Die Materialien sind auch sehr repräsentativ, aber die harten und weichen Kohlenstoffmaterialien sind im Allgemeinen niedrig in der Leistungsfähigkeit und in den Kosten (und stellen Sie sich vor, dass Graphit so billig ist, wie ich vom industriellen Gesichtspunkt hoffe), also ist die Menge weit weniger als Graphit und mehr in einigen Spezialitäten verwendet. Auf der Batterie.
C, Wie wäre es mit Lithiumtitanat? Einfach ausgedrückt: Die Vorteile von Lithiumtitanat sind hohe Leistungsdichte, Sicherheit und offensichtliche Nachteile.Die Energiedichte ist sehr niedrig.Die Berechnungskosten sind hoch gemäß Wh. Daher ist der Gesichtspunkt der Lithiumtitanatbatterie eins. nützliche Arten haben einen Vorteil in bestimmten Situationen Technik, sondern auch für viele der Kosten, Kilometer Situationen und ist nicht anwendbar anspruchsvoll.
D, Silizium Anodenmaterial ist eine wichtige Richtung der Entwicklung, neue 18650 Panasonic hat das kommerzielle Verfahren zur Herstellung solcher Materialien begonnen, aber wie ein Gleichgewicht zwischen dem Streben nach Nano-Industrie Anforderungen an Leistung und Lebensdauer der Batterie im Allgemeinen Mikron Material zu erreichen, es ist noch schwieriger.
Wand
Für die Leistungsbatterie, Hochstrom Arbeit seine Sicherheit wird eine Lebensdauer höhere Anforderungen Membranbeschichtungstechnik vorgesehen ist nicht offen herum, keramikbeschichteten Separator wegen seiner hohen Sicherheit und andere Verunreinigungen können die Elektrolyteigenschaften sind schnell verbrauchen Das Aufklappen, insbesondere für die Sicherheitsverbesserung der Ternärbatterie, ist besonders wichtig.
Keramikmembransystem gegenwärtig hauptsächlich in der -Aluminiumoxidteilchen Beschichten der Oberfläche eines herkömmlichen Separators verwendet wird, innovativer Ansatz ist die Beschichtung die Fasern in der festen Elektrolyt-Membran, einer unteren Membranwiderstand solcher Fasern die mechanische Stützwirkung für den Separator mehr Ausgezeichnet, und seine Neigung, die Membranöffnung während des Betriebs zu blockieren, ist geringer.
Nach dem Auftragen der Membran, gute Stabilität, selbst wenn die Temperatur relativ hoch ist, nicht leicht einen Kurzschluss verursacht Schrumpfung, Tsinghua University School of Materials Task Force Süd-Politik Papier Akademiemitglied technische Unterstützung Jiangsu Qing Tao Energieunternehmen in dieser Hinsicht gibt es einige Vertreter Arbeit, Membran wie unten gezeigt.
Elektrolyt
Elektrolyt für die Schnellladung bei hohen Strom schneller Ladungsstabilität und Sicherheit Auswirkungen Leistung der Lithium-Ionen-Batterie, die Batterie zu gewährleisten, ist groß, die Elektrolytlösung zu diesem Zeitpunkt der folgenden Merkmale zu erfüllen: A) kann nicht zerlegt, B wird) an die elektrischen Leitfähigkeit Gao, C) für die inerten Anodenmaterialien, oder die Reaktion kann nicht aufgelöst werden.
Um diese Anforderungen zu erreichen, um ein Schlüssel zu verwenden, Additive und funktionelle Elektrolyte wie drei Yuan Schnellladung die Batteriesicherheit stark beeinträchtigt, muss auf eine Vielzahl von Hochtemperatur-Typ, bei dem feuerhemmende, anti-Überladungs Klasse hinzugefügt werden Zusatzstoffe Schutz zu einem gewissen Grad ihre Sicherheit zu verbessern. das seit langem bestehende Problem der Lithium-Titanat-Batterie, Hochtemperaturgases, stützen sie auch auf Hochtemperatur-Elektrolyten funktionelle Verbesserung.
Battery Design
Eine typische Strategie zur Optimierung zwischen den Elektroden VS laminiertem wound, laminierte Batterie in paralleler Beziehung, die äquivalenten Serien Wunde, so dass der Innenwiderstand des ersteren viel kleiner ist, ist für den Stromtyp besser geeignet verbunden ist äquivalent Gelegenheiten.
Darüber hinaus können Sie hart an der Anzahl der Pole arbeiten, um die Probleme des inneren Widerstandes und der Wärmeableitung zu lösen.Außerdem werden die Verwendung von Elektrodenmaterialien mit hoher Leitfähigkeit, die Verwendung von leitfähigeren Mitteln und die Beschichtung dünnerer Elektroden ebenfalls als Strategien betrachtet.
Kurz gesagt beeinflussen die Faktoren, die die interne Ladungsbewegung der Batterie und die Einbettungsrate der Elektrodenhöhlung beeinflussen, die Schnellladefähigkeit der Lithiumbatterie.
Mainstream-Hersteller laden Technologie-Routenübersicht schnell auf
Ningde-Ära
Für die positive Elektrode, Ningde Ära in der Entwicklung des ‚Super-elektronisches Netzwerk‘ -Technologie, so dass Lithiumeisenphosphat eine ausgezeichnete Elektronenleitfähigkeit aufweist; negative Elektrode Graphit-Oberfläche, unter Verwendung einer ‚schnelle Ionen Ringe‘ -Technologie Modifikation, Graphit modifiziert wird sowohl super schnelle Ladung und hohe charakteristische Energiedichte, wenn die schnell negative Ladung überschüssige Nebenprodukte nicht mehr auftritt, hat es eine schnelle Ladung 4-5C Fähigkeit schnell recharge 10-15 Minuten zu erreichen, und die Energiedichte der oben auf Systemebene 70Wh / kg, um sicherzustellen, zu erreichen 10.000 Zyklusleben.
Wärmemanagement, das Wärmemanagementsystem, fixierte vollständig chemische Systeme bei unterschiedlichen Temperaturen und bei SOC Gesundheit des Ladesegment 'erheblich die Arbeitstemperatur der Lithiumbatterie zu identifizieren verbreitern.
Waterma
Wattma ist in letzter Zeit nicht sehr gut, lassen Sie uns über Technologie sprechen: Waterma verwendet eine kleinere Partikelgröße von Lithium-Eisen-Phosphat Derzeit liegt die Lithium-Eisen-Phosphat-Partikelgröße zwischen 300 und 600 nm, und Waterma verwendet nur Lithium-Eisen-Phosphat von 100 ~ 300nm, so Lithium-Ionen wird schneller Migration Geschwindigkeit und kann mit höheren Strom laden und entladen.Auf dem System als Batterie, stärken das thermische Management-System und System Sicherheit Design.
Mikro-Makro-Power
In der Anfangszeit wählte Micro-Power einen Lithium-Titanat + porösen Komposit-Kohlenstoff mit einer Spinellstruktur als negatives Elektrodenmaterial, um die Gefahr eines hohen Stromflusses zur Batteriesicherheit während des Schnellladens zu vermeiden, Weihong Power In Kombination mit einem Nicht-Verbrennungselektrolyten, einer Membrantechnologie mit hoher Porosität und hoher Permeabilität und intelligenter thermischer Steuerfluidtechnologie STL ist die Batteriesicherheit gewährleistet, wenn die Batterie schnell geladen wird.
Im Jahr 2017 wurde eine neue Generation von Batterien mit hoher Energiedichte veröffentlicht, die Lithium-Manganat-Kathodenmaterial mit hoher Kapazität und hoher Leistungsdichte verwendet. Die Energiedichte des Monomers erreichte 170 Wh / kg und erreichte 15 Minuten Schnellladung.
Zhuhai Yinlong
Lithium-Titanat negative Elektrode, weiten Betriebstemperaturbereich und große Lade-und Entladerate ist bekannt, die spezifische technische Lösung, gibt es keine klaren Informationen.Auf der Ausstellung, im Gespräch mit dem Personal, es wird gesagt, dass seine schnelle Ladung 10C erreichen kann, Lebenserwartung von 20.000-mal.
Die Zukunft der Schnellladetechnologie
Die Schnellladetechnologie von Elektrofahrzeugen ist die historische Richtung oder der Blick in die Vergangenheit.Tatsächlich gibt es viele verschiedene Meinungen.Als Alternative zur Lösung der Kilometerunruhe wird sie auf einer Plattform mit Batterieenergiedichte und Gesamtfahrzeugkosten betrachtet.
Energiedichte und Schnellladung Leistung, in der gleichen Batterie, kann gesagt werden, in beide Richtungen inkompatibel sein, kann nicht beides. Das Streben nach Batterie Energiedichte, ist derzeit der Mainstream. Wenn die Energiedichte hoch genug ist, ein Auto laden Groß genug, um die sogenannte "Mileage-Angst" zu vermeiden, wird die Nachfrage nach Batterieleistungs-Ladeleistung verringert, gleichzeitig ist die Leistung groß, wenn die Kosten für Batterieleistung nicht niedrig genug sind, dann, ob Sie genug kaufen wollen, um sich keine Sorgen zu machen Elektrizität, Verbraucher müssen Entscheidungen treffen, also denke, Schnellladung hat den Wert der Existenz.Ein weiterer Punkt sind die Kosten für Schnellladeeinrichtungen, die natürlich einen Teil der Kosten für die Förderung der gesamten Gesellschaft ausmachen.
Ob Schnellladetechnologie in einem großen Gebiet gefördert werden kann, Energiedichte- und Schnellladetechnologie, die sich schnell entwickelt, die beiden Technologien, die die Kosten senken, können in ihrer Zukunft eine entscheidende Rolle spielen.
