قلب ذخیره انرژی: پیشرفت های برش در فناوری سلول باتری لیتیوم

در موج تسریع تغییر ساختار انرژی جهانی به سمت انرژی تجدید پذیر ، باتری های لیتیوم ، به عنوان یک حامل کلیدی ذخیره انرژی کارآمد ، در حال تحولات عمیق تکنولوژیکی در اجزای اصلی خود هستند - سلولهای باتری لیتیوم {1} سلولهای باتری لیتیوم مانند "قلب" سیستم باتری هستند ، و عملکرد آنها به طور مستقیم با استفاده از شاخص های کلیدی مانند انرژی و استفاده از انرژی ، زندگی را نشان می دهد ، فیلد .

1 نوآوری مواد: نیروی اصلی محرک برای شکستن تنگناهای عملکرد

(1) مواد الکترود مثبت: انتقال از سنت به نوآوری متنوع

در روزهای ابتدایی ، اکسید لیتیوم کبالت به دلیل پلت فرم ولتاژ بالا و چگالی انرژی خود به طور گسترده در سلولهای باتری لیتیوم مورد استفاده قرار گرفت. ذخیره انرژی به دلیل ایمنی زیاد ، عمر طولانی مدت آنها و نسبتاً کم هزینه. امروزه ، مواد سه گانه نیکل بالا (مانند NCM811 ، NCA ، و غیره {5}) ، به یک کانون تحقیق و کاربرد تبدیل شده اند. گرفتن NCM811 به عنوان مثال ، افزایش قابل توجهی از نظر نظریه در نیکل وجود دارد. آن از فسفات آهن لیتیوم سنتی ، به طور قابل توجهی ظرفیت ذخیره انرژی سلولهای باتری لیتیوم را بهبود می بخشد.} که با تقاضای وسایل نقلیه الکتریکی با برد طولانی هدایت می شود ، نسبت کاربرد همچنان در حال افزایش است. در همان زمان ، مواد الکترود مثبت جدید مانند لیتیوم آهن فسفات (LMFP) نیز به طور فعال در حال توسعه است. خصوصیات ولتاژ اکسید منگنز لیتیوم ، و انتظار می رود که به عنوان اصلی اصلی الکترود مثبت نسل بعدی. تبدیل شود

​
(2) ماده الکترود منفی: پیگیری ظرفیت و ثبات خاص بالاتر

گرافیت همیشه ماده اصلی برای الکترود منفی سلولهای باتری لیتیوم بوده است ، با هزینه کم ، پتانسیل درج لیتیوم کم و عملکرد خوب دوچرخه سواری . با این حال ، با افزایش تقاضای افزایش انرژی باتری ، ظرفیت خاص نظری آند گرافیت (372mAh/g) به تدریج از مواد نوآوری تبدیل شده است تا یک عامل محدود کننده باشد. ظرفیت خاص نظری حداکثر 4200mAh/g ، که بیش از 10 برابر آن از گرافیت.}} با این حال ، سیلیکون در طی فرآیند شارژ و تخلیه بیش از 300 ٪-400 ٪) ایجاد می کند ، و منجر به پالوریزاسیون مادی و ساختار ساختار الکترود می شود ، که به طور جدی عمر کربن را تحت تأثیر قرار می دهد. به طور یکنواخت پراکندگی ذرات سیلیکون نانو در یک ماتریس کربن ، با استفاده از انعطاف پذیری مواد کربن برای بافر تغییر حجم سیلیکون و افزایش هدایت ، حل موثر این مشکل. به عنوان مثال ، ترکیب الکترود منفی کربن سیلیکون که توسط یک شرکت خاص می تواند به عنوان یک شرکت خاص در حالی که دارای 1000 بار است ، در حالی که حفظ می کند ، در حالی که دارای 1000 بار است ، در حالی که دارای یک زمان خاص است ، در حالی که دارای یک عمر خاص است ، در حالی که دارای 1000 بار است. (LTO) الکترود منفی به دلیل عملکرد ایمنی عالی ، شارژ سریع و توانایی تخلیه بسیار زیاد ، و عمر چرخه فوق العاده طولانی (حداکثر 10000 بار) در سناریوهای ذخیره انرژی بسیار بالا مورد استفاده قرار گرفته است ، گرچه چگالی انرژی آن نسبتاً کم است (در حدود120-180 ch/ch/kg) ، هنوز هم در ساخت و سازهای دیگر در ساخت و سازهای بهینه سازی وجود دارد.

2 بهینه سازی طراحی ساختاری: بهبود عملکرد جامع سلول های باتری

(1) توسعه نوآورانه فرآیندهای لمینیت و سیم پیچ

در تولید سلول باتری ، لمینیت و سیم پیچ دو روش اصلی فرآیند.} فرایند سیم پیچ سنتی مزایای بهره وری تولید بالا و هزینه تجهیزات پایین را دارد. با این حال ، هنگام تولید سلول های باتری با ظرفیت بزرگ ، این امر مستعد مشکلاتی است مانند توزیع نیروی ناهموار بر روی سیب های الکترود و غلظت استرس داخلی {عملکرد سلولها را تحت تأثیر قرار می دهد. تماس بین الکترودها یکنواخت تر ، توزیع فعلی با ثبات تر ، و در بهبود چگالی انرژی و چرخه عمر سلول باتری ، به ویژه مناسب برای سناریوهای کاربردی سطح بالا که نیاز به ایمنی و عملکرد بسیار بالا دارند ، در سالهای اخیر مناسب است. فن آوری لمینیت از نوع نوسان ، با یک سرعت لمینیت منفرد تا 0. 6s.}} مرحله دوم قصد دارد سرعت را به 0.45s افزایش دهد ، و مرحله سوم تجهیزات لمینیت با سرعت بالا 0.25s را ایجاد می کند ، که انتظار می رود در تولید لمینیت در آینده به دست و کارایی در تولید لمینیت دست پیدا کند. ​

(2) اکتشاف و استفاده از ساختارهای جدید سلولی

برای افزایش بیشتر عملکرد سلولهای باتری ، طرح های جدید ساختاری همچنان در میان آنها ظاهر می شوند . در میان آنها ، CTP (سلول به بسته بندی) و CTC (سلول به شاسی) توجه زیادی را به خود جلب کرده است . فناوری CTP با ادغام مستقیم پک های باتری ، برخی از مؤلفه های باتری سنتی را از بین می برد و به طور مستقیم تعداد پک ها را در پک های باتری قرار می دهد و باتری را کاهش می دهد. استفاده و چگالی انرژی ، و افزایش چگالی انرژی باتری 10 ٪-15} .}}} فناوری CTC با ادغام سلولهای باتری به طور مستقیم در شاسی وسیله نقلیه ، دستیابی به یکپارچه سازی عمیق بین باتری و ساختار بدن.}} این نه تنها به طور کامل تولید می کند و همچنین باعث می شود که میزان استفاده از فضا و طیف وسیعی از وسیله نقلیه را بهبود بخشد. وسیله نقلیه. tesla در استفاده از فناوری CTC در برخی از مدل های خود منجر به افزایش دامنه خودرو 10 ٪-20 ٪ و رهبری روند توسعه صنعت {9 {}}}}

3 به روزرسانی فرآیند تولید: تضمین کیفیت و قوام سلول

(1) فرآیند آماده سازی الکترود با دقت بالا

آماده سازی الکترود یک گام مهم در تولید سلولهای باتری لیتیوم است ، که مستقیماً بر قوام عملکرد سلول تأثیر می گذارد . فرآیند پوشش سنتی الکترود دارای مشکلاتی مانند ضخامت پوشش ناهموار و توزیع ذرات متناقض است که منجر به میزان واکنش های مختلف در بخش های مختلف باتری در هنگام شارژ و تجزیه و تحلیل می شود ، بر عملکرد کلی و طول عمر بالا {1 {{1 {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{1 پوشش انتقال به طور گسترده ای مورد استفاده قرار می گیرد ، که می تواند به کنترل دقیق ضخامت پوشش الکترود دست یابد ، با انحرافات کنترل شده در 2 میکرومتر mm ، یکنواختی و قوام پوشش های الکترود را تا حد زیادی بهبود می بخشد . در همان زمان ، فن آوری فشار رو غلتکی پیشرفته دقیقاً پارامترهایی را تقویت می کند ، مانند الکترود فشار و فشار به سرعت ، به درستی فشار می دهد و به سرعت فشار می یابد و به سرعت فشار می یابد و به سرعت فشار می دهد و به سرعت در حال افزایش است. چگالی . به عنوان مثال ، در یک خط تولید باتری لیتیوم در مقیاس بزرگ ، استفاده از فناوری رول با رول و رول با دقت بالا باعث افزایش چگالی انرژی سلول ها توسط 10 ٪-15} ٪ ، و انحراف قوام ظرفیت یک دسته از سلولها کمتر از 1 ٪ بود ، به طور موثری}} {System {Rabity {Relability of {Relability of Patiboration {Rabity of {Ratitive of System {

​
(2) تولید هوشمند و کنترل کیفیت

با توسعه صنعت 4.} 0 و فناوری تولید هوشمند ، تولید سلول باتری لیتیوم به سمت هوش حرکت می کند . in در فرایند تولید ، تجهیزات اتوماسیون و روبات ها برای دستیابی به عملیات بدون سرنشین در انتقال مواد ، مونتاژ سلولهای باتری و سایر جنبه ها معرفی می شوند ، و این باعث می شود تا همان زمان از کیفیت انسانی بر کیفیت انسان استفاده کند. هوش مصنوعی ، جمع آوری داده ها در زمان واقعی و تجزیه و تحلیل فرآیند تولید می تواند انجام شود ، و می توان مدل های پیش بینی کیفیت را برای تشخیص مشکلات احتمالی در فرآیند تولید پیش بینی کرد و به کنترل دقیق کیفیت رسید و می تواند نرخ 8}}} را به عنوان مثال ، با نظارت بر زمان واقعی و تجزیه و تحلیل پارامترهایی مانند ولتاژ ، جریان و دما در طول تولید سلولی مانند سلول های باتری ، و یادگیری آلات و آرایشگرها ایجاد کند. 30 ٪-50 ٪ کاهش یافته و باعث بهبود راندمان تولید و کیفیت محصول می شود.