As baterias de lítio são chamados bateria "rocking tipo de cadeira", íons carregados mover entre o positivo eo negativo, para conseguir transferência de carga, ou poder cobrar a um circuito externo de uma fonte de alimentação externa.
processo de carregamento específico, a tensão é aplicada na bateria bipolar exterior, iões de lítio são extraídos a partir do material do cátodo para o electrólito, enquanto que electrões em excesso gerada pelo colector de corrente de cátodo, o eléctrodo negativo através do circuito externo para o movimento; iões de lítio em electrólito movendo-se a partir do eléctrodo positivo ao eltrodo negativo através do separador para o negativo; o eléctrodo negativo através da película SEI para dentro da superfície do eléctrodo negativo é incorporado na estrutura em camadas de grafite, e combinar com electrões.
Durante toda a operação de íons e elétrons, o impacto sobre a estrutura da célula de transferência de carga, se electroquímica ou, a carga física rápida terá um impacto no desempenho.
Requisitos de carga rápida para várias partes da bateria
Para a bateria, se a energia para melhorar o desempenho, são necessários esforços em todos os aspectos de toda a bateria é constituída principalmente por um eléctrodo positivo, um eléctrodo negativo, electrólito, separador, e design da estrutura.
Positivo
Na verdade, podem ser utilizados quase todos os tipos de materiais de cátodo para a produção rápida tipo de carga da bateria, compreendendo uma necessidade primordial para garantir o desempenho condutância (diminuir a resistência), difusão (para assegurar a cinética da reacção), tempo de vida (nenhuma explicação), segurança (nenhuma explicou), o desempenho de processamento apropriado (a área superficial específica não é muito grande, para reduzir reações colaterais, para o serviço de segurança).
É claro que os problemas a serem resolvidos para cada material específico podem variar, mas nossos materiais de cátodo comuns podem ser otimizados para atender a esses requisitos por meio de uma série de otimizações, mas materiais diferentes também são diferentes:
A, fosfato de ferro de lítio pode ser mais focado em resolver o problema da condutância, baixa temperatura.Revestimento de carbono, nanocristalização moderada (nota, moderada, não tão fina quanto possível, lógica simples), a formação de condutores iônicos na superfície das partículas É a estratégia mais típica.
B, o próprio material ternário tem melhor condutância, mas sua reatividade é muito alta, então o material ternário tem pouco trabalho de nanocristalização (a nanocristalização não é um antídoto para a melhoria do desempenho do material metalúrgico, especialmente no campo das baterias. Algumas vezes há muitas reações no sistema, mais atenção é dada aos efeitos colaterais de segurança e inibição (e eletrólitos), afinal, o principal objetivo dos materiais ternários é a segurança, e recentemente ocorreram acidentes de segurança com baterias. Apresentar requisitos mais elevados.
C, manganato de lítio é mais importante para a vida, há uma grande quantidade de baterias de carga rápida de manganato de lítio no mercado.
Eletrodo negativo
Tendência quando a bateria de iões de lítio, um eléctrodo negativo de lítio para a migração, enquanto grande corrente de carga rápida é demasiado elevada para levar o potencial do eléctrodo negativo leva a potenciais mais negativos, neste momento uma pressão negativa é rapidamente tendo-se lítio torna-se grande, para gerar dendritos lítio tornar carga grande, rápido para atender não só os requisitos negativos de eletrodos de difusão de lítio cinética, mas também para resolver o problema do aumento da tendência de formação de dendrite de lítio de segurança causada, o carregamento tão rápido do núcleo é, de facto, as principais dificuldades técnicas de íons de lítio no eletrodo negativo .
A, atualmente dominam o mercado permanece material de eletrodo negativo é grafite (representando participação de mercado de cerca de 90%), simplesmente porque sem ele - barato, bem como o desempenho de processamento de grafite integrado, densidade de energia são relativamente boas, relativamente poucas deficiências ., claro, há também problemas ânodo de grafite, um electrólito, que é mais sensível para a superfície, a reação de intercalação de lítio com uma directividade forte, assim, o tratamento de superfície grafitado para melhorar a sua estabilidade estrutural e promover a difusão de iões de lítio em que o substrato é a principal necessidade de trabalhar direção.
B, Materiais de carbono duro e carbono macio também se desenvolveram nos últimos anos: Materiais de carbono duro têm alto potencial de inserção de lítio, microporos nos materiais e boa cinética de reação, e materiais de carbono macio têm boa compatibilidade com eletrólitos, MCMB Os materiais também são muito representativos, mas os materiais de carbono duro e mole são geralmente de baixa eficiência e alto custo (e imagine que a grafite é tão barata quanto eu espero do ponto de vista industrial), então a quantidade é muito menor que a grafita e mais usada em algumas especialidades. Na bateria.
C, como titanato de lítio brevemente sobre :? As vantagens de titanato de lítio é uma alta densidade de energia, mais seguro, desvantagens também são óbvias, baixa densidade de energia, custos elevados e, por conseguinte, calculado por Wh titanato de lítio para uma vista espécies úteis têm uma vantagem em certa técnica situações, mas para muitos dos custos, quilometragem situações exigentes e não é aplicável.
D, material anodo de silício é uma importante direção do desenvolvimento, new 18650 da Panasonic iniciou o processo comercial para tais materiais, mas a forma de alcançar um equilíbrio entre a busca de requisitos de nano-indústria para o desempenho e vida útil da bateria em material em geral micron, Ainda um trabalho mais desafiador.
Diafragma
Para a bateria de alimentação, de alta corrente de trabalho a sua segurança, é proporcionado um tempo de vida mais elevados requisitos técnica de revestimento de membrana não é aberto ao redor, o separador de cerâmica revestidas, devido à sua elevada segurança, e outras impurezas podem consumir as propriedades electrolíticas são rapidamente aberto, especialmente para o efeito de melhorar a segurança da bateria triplos particularmente significativa.
sistema de membrana cerâmica é usada principalmente na presente na partícula de alumina revestir a superfície de um separador convencional, a abordagem mais inovadora consiste em revestir as fibras na membrana de electrólito sólido, uma resistência da membrana inferior das fibras o efeito de suporte mecânico para o separador mais preferido, e menos tendência durante o serviço entupir os poros da membrana.
Após o revestimento da membrana, boa estabilidade, mesmo se a temperatura é relativamente alto, não é facilmente encolhimento causar um curto-circuito, as empresas de energia documento de política Tsinghua University School of Materials Task Force Sul acadêmico suporte técnico Jiangsu Qing Tao a este respeito há alguns representante Trabalhe, diafragma como mostrado abaixo.
Eletrólito
Electrólito para a carga rápida no desempenho de impacto de alta corrente estabilidade de carga rápida e segurança da bateria de iões de lítio para garantir que a bateria é grande, a solução electrolítica neste momento para satisfazer as seguintes características: A) não pode ser decomposto, B) para a condutividade eléctrica Gao, C) para materiais de ânodo inertes, ou a reacção não pode ser dissolvido.
Se você quiser atender a esses requisitos, a chave é usar aditivos e eletrólitos funcionais.Por exemplo, a segurança de baterias ternárias de carga rápida é muito afetada por eles.Todos os tipos resistentes a altas temperaturas, retardantes de chamas e anti-sobrecarga devem ser adicionados a eles. Proteção aditiva pode melhorar a segurança do eletrólito até certo ponto.O problema da antiga bateria de titanato de lítio, flatulência de alta temperatura, também depende do eletrólito funcional de alta temperatura.
Projeto da estrutura da bateria
Uma estratégia de otimização típica é o tipo de enrolamento VS. Os eletrodos da bateria laminada são equivalentes a uma relação paralela e o tipo de enrolamento é equivalente a uma conexão em série, portanto a resistência interna da primeira é muito menor, mais adequada ao tipo de potência. Ocasião
Além disso, você pode trabalhar duro no número de polos para resolver os problemas internos de resistência e dissipação de calor, além disso, o uso de materiais de eletrodos de alta condutividade, o uso de agentes mais condutores, revestindo eletrodos mais finos também são considerados estratégias.
Em suma, os fatores que afetam o movimento de carga interna da bateria e a taxa de inclusão da cavidade do eletrodo afetarão a capacidade de carregamento rápido da bateria de lítio.
Visão geral da rota da tecnologia de carga rápida dos fabricantes tradicionais
Era ningde
Para o eletrodo positivo, a era Ningde desenvolveu a tecnologia de 'rede supereletrônica', que faz com que o fosfato de ferro lítio tenha excelente condutividade eletrônica; na superfície da grafita negativa, é modificado pela tecnologia 'fast ion ring' e a grafita modificada tem carga super rápida e alta As características da densidade de energia, sem excesso de subprodutos aparecem no eletrodo negativo durante o carregamento rápido, de modo que tem 4-5C capacidade de carga rápida, rápido carregamento e carregamento por 10-15 minutos, e pode garantir a densidade de energia acima de 70 wh / kg de nível do sistema, atingindo 10000 Ciclo de vida.
Em termos de gerenciamento térmico, seu sistema de gerenciamento térmico reconhece totalmente a "faixa de carga saudável" dos sistemas fixos de produtos químicos em diferentes temperaturas e grupos motores, expandindo enormemente a temperatura de operação das baterias de lítio.
Waterma
Wattma não é muito bom recentemente, vamos falar sobre tecnologia. Waterma usa um tamanho de partícula menor de fosfato de ferro de lítio Atualmente, o tamanho de partícula de fosfato de ferro de lítio é entre 300 e 600 nm, e Waterma usa apenas Lítio fosfato de ferro de 100 ~ 300nm, então íon de lítio terá velocidade de migração mais rápida e pode carregar e descarregar com maior corrente.No sistema diferente de bateria, fortalecer o sistema de gerenciamento térmico e design de segurança do sistema.
Poder micro macro
Nos primeiros dias, a Micro-Power escolheu um titanato de lítio + carbono composto poroso com uma estrutura de espinélio como um material de eletrodo negativo, a fim de evitar a ameaça de alta corrente para a segurança da bateria durante o carregamento rápido, Weihong Power Combinada com a tecnologia de eletrólito de não combustão, alta porosidade e alta permeabilidade do diafragma e tecnologia de fluido de controle térmico inteligente STL, a segurança da bateria é garantida quando a bateria é carregada rapidamente.
Em 2017, lançou uma nova geração de bateria de alta densidade de energia, usando alta capacidade de alta potência manganato de lítio catodo material, a densidade de energia monomérica atingiu 170wh / kg, atingindo 15 minutos de carga rápida, o objetivo é equilibrar questões de vida e segurança.
Zhuhai Yinlong
Eletrodo de titanato de lítio negativo, ampla faixa de temperatura operacional e grande taxa de carga e descarga é conhecida, a solução técnica específica, não há informações claras.Na exposição, falando com a equipe, diz-se que sua carga rápida pode atingir 10C, expectativa de vida de 20.000 vezes.
O futuro da tecnologia de carregamento rápido
A tecnologia de carregamento rápido de veículos elétricos é a direção histórica ou o vislumbre do passado.Na verdade, existem muitas opiniões diferentes.Em alternativa para resolver a ansiedade de quilometragem, é considerado em uma plataforma com densidade de energia da bateria e custo total do veículo.
Densidade de energia e desempenho de carga rápida, na mesma bateria, pode ser dito ser incompatível em ambas as direções, não pode ser ambos.A busca da densidade de energia da bateria, é atualmente o mainstream.Quando a densidade de energia é alta o suficiente, uma carga de carro Grande o suficiente para evitar a chamada 'ansiedade de quilometragem', a demanda por desempenho de carga da bateria será reduzida, ao mesmo tempo, a energia é grande, se o custo da bateria não for baixo o suficiente, então se você quer comprar o suficiente para 'não se preocupar' Eletricidade, os consumidores precisam fazer escolhas, então pense, carga rápida tem o valor da existência.Outro ponto é o custo de carregamento rápido, que é, naturalmente, parte do custo de empurrar toda a sociedade.
Se a tecnologia de carregamento rápido pode ser promovida em uma grande área, a densidade de energia e a tecnologia de carregamento rápido que se desenvolvem rapidamente, as duas tecnologias que reduzem o custo, podem ter um papel decisivo em seu futuro.
