Lithium batteri udviklingshistorie
Efter årtiers udvikling er lithiumbatterier blevet meget brugt og udviklet kraftigt. Nu er de blevet en erstatning for traditionelle energikilder. Hvilken slags udviklingsproces har lithiumbatterier gennemgået? Lad os se:
1. I 1970'erne brugte Exxons MS Whittingham titaniumsulfid som katodemateriale og metallisk lithium som anodemateriale til at fremstille det første lithiumbatteri.
2. I 1980 opdagede J. Goodenough, at lithium-koboltoxid kan bruges som katodemateriale til lithium-ion-batterier.
3. I 1982 opdagede RR Agarwal og JR Selman fra Illinois Institute of Technology, at lithiumioner har karakteristika som interkalerende grafit. Denne proces er hurtig og reversibel. Samtidig har sikkerhedsrisiciene ved lithiumbatterier lavet af metallithium tiltrukket sig stor opmærksomhed. Derfor har folk forsøgt at lave genopladelige batterier ved hjælp af egenskaberne af lithium-ioner indlejret i grafit. Den første tilgængelige lithium-ion grafitelektrode blev med succes prøveproduceret af Bell Laboratories.
4. I 1983 opdagede M. Thackeray, J. Goodenough og andre, at manganspinel er et fremragende katodemateriale med lav pris, stabilitet og fremragende ledningsevne og lithiumledningsevne. Dens nedbrydningstemperatur er høj, og dens oxidation er meget lavere end lithium-koboltoxid. Selvom der er kortslutning eller overopladning, kan det undgå fare for forbrænding og eksplosion.
5. I 1989 opdagede A. Manthiram og J. Goodenough, at en positiv elektrode med en polymeranion ville producere en højere spænding.
6. I 1991 udgav Sony det første kommercielle lithium-ion-batteri. Efterfølgende revolutionerede lithium-ion-batterier forbrugerelektronikkens ansigt.
7. I 1996 opdagede Padhi og Goodenough, at fosfater med en olivinstruktur, såsom lithiumjernfosfat (LiFePO4), er mere overlegne end traditionelle katodematerialer, og derfor er blevet de nuværende mainstream katodematerialer.
På grund af lithiummetals meget aktive kemiske egenskaber har forarbejdning, opbevaring og brug af lithiummetal meget høje miljøkrav. Derfor skal produktionen af lithiumbatterier udføres under særlige miljøforhold. Men på grund af de mange fordele ved lithium-batterier, er lithium-batterier meget brugt i elektroniske instrumenter, digitale og husholdningsapparater. De fleste lithiumbatterier er dog sekundære batterier, og der findes også engangsbatterier. Nogle få sekundære batterier har dårlig levetid og sikkerhed.
Senere opfandt Japans's Sony Corporation et lithiumbatteri med kulstofmateriale som den negative elektrode og lithiumholdig forbindelse som den positive elektrode. Under opladning og afladning er der ingen metallithium, kun lithiumioner. Dette er et lithium-ion-batteri. Når batteriet er opladet, genereres lithiumioner på batteriets positive elektrode, og de genererede lithiumioner bevæger sig til den negative elektrode gennem elektrolytten. Kulstoffet som den negative elektrode har en lagdelt struktur. Den har mange mikroporer. Lithiumionerne, der når den negative elektrode, er indlejret i kulstoflagets mikroporer. Jo flere lithium-ioner der indsættes, jo højere opladningskapacitet. På samme måde, når batteriet er afladet (det vil sige den proces, vi bruger batteriet), frigives lithium-ionerne indlejret i kullaget på den negative elektrode og bevæger sig tilbage til den positive elektrode. Jo flere lithiumioner der returneres til den positive elektrode, jo højere er afladningskapaciteten. Det, vi normalt kalder batterikapacitet, refererer til afladningskapaciteten. Under opladning og afladning af Li-ion er lithiumioner i en bevægelsestilstand fra positiv elektrode til negativ elektrode til positiv elektrode. Li-ion batterier er som en gyngestol. De to ender af gyngestolen er batteriets to poler, og lithium-ionen løber frem og tilbage i gyngestolen som en atlet. Så Li-ion-batterier kaldes også gyngestolsbatterier.
Med den udbredte brug af digitale produkter såsom mobiltelefoner, notebook-computere og andre produkter, er lithium-ion-batterier blevet meget brugt i sådanne produkter med fremragende ydeevne og har gradvist udviklet sig til andre produktapplikationer i de senere år. I 1998 begyndte Tianjin Power Research Institute kommerciel produktion af lithium-ion-batterier. Traditionelt omtaler folk lithium-ion-batterier som lithium-batterier, men disse to typer batterier er forskellige. Nu er lithium-ion-batterier blevet mainstream.
Ifølge dataene i"China's Lithium Battery Industry Market Demand Forecast and Investment Strategic Planning Analysis Report", er det udestående problem med Kinas's lithium batteriindustrien er den uformindskede investering i industrikæden, mens den uordnede konkurrence intensiveres, efterspørgslen i downstream fortsætter med at svækkes, og industrien kæmper for at komme videre i Kina. Udviklingsvejen for lithiumbatteriindustrien er dybest set en græsrods vækst og dannelse. Virksomheder er grundlæggende en enkelt forretningsdrift. Karakteristikaene er: begrænset styrke, lille skala, højt overlevelsespres og vanskelig bæredygtig udvikling. Men på grund af det store markedsplads for nye energikøretøjer og den fortsatte støtte fra regeringens politikker, er investeringen i Kinas's lithiumbatteriindustrikæde ikke blevet mindre, og den uordnede konkurrence i industrien er blevet intensiveret.
Low-end-fremstillingsforbindelsen har alvorlig overkapacitet, og high-end-forbindelsen har utilstrækkelige investeringer, og prisen på lithiumbatteriråmaterialer er fortsat med at falde. Fra den industrielle udviklingsvej, med udgangspunkt i feltet forbrugerelektronik, er det et normalt udviklingsspor at bruge små og mellemstore lithiumbatterier som elværktøj og elcykler som udviklingsmuligheder, og derefter til hybridbatterier og endelig til rene elektriske batterier. På nuværende tidspunkt domineres elværktøj og elektriske cykler stadig af nikkel-cadmium- og bly-syre-batterier, og anvendelsen af lithium-batterier udvikler sig langsomt; den vigtigste hybridteknologi er i udlandet, og hybridbilprodukter er hovedsageligt udenlandske mærker. Fra perspektivet af national støtte, mere Vip mere til rene elektriske køretøjer. Men fordi rene elektriske materialer og teknologier stadig er langt fra storstilet anvendelse, er efterspørgslen utilstrækkelig, og lithiumbatteriindustriens kæde står over for en pinlig situation med uformindskede investeringer, men svag efterspørgsel.
Selvom vejen er snoet, er udsigterne stadig lyse. De indenlandske upstream-batterimaterialer er allerede trådt ud af introduktionsperioden og er gået ind i en periode med hurtig vækst. På nuværende tidspunkt er der opstået en række materialevirksomheder med internationale avancerede niveauer. Disse virksomheder fokuserer på kerneteknologisk udvikling og samarbejder med dem om i fællesskab at udvikle produkter til de forskellige behov hos downstream-kunder. Gennem sine stærke tekniske udviklingsevner og kundeserviceevner har den vundet kundeanerkendelse og er løbende kommet ind i forsyningskæden hos topbatteriproducenter. Yderligere styrke deres egen styrke gennem samarbejde og samarbejde og opnå en god cirkel.
Med den hurtige udvikling af kerneteknologi og den kontinuerlige stigning i markedsandele blandt en række indenlandske materialegiganter, vil de stærke forblive stærke. Dette er vores fokus. Fra perspektivet af midstream Cell og downstream Pack vælger mange vigtige forbrugerenheder i øjeblikket Kina som deres samlingsbase. Dette har også gjort det muligt for japanske og koreanske battericeller og batterisamlingsfabrikker også at slå sig ned i Kina, og indenlandske producenters produktionskapacitet udvikler sig også hurtigt. I midtstrømscellesegmentet skærer flere og flere producenter i batterisamling og -behandling, for at klare det gradvise fald i produktpriserne, herunder Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD osv., især inden for firkantede batterier og batterier. polymerbatterier, som er fuldt optaget. Forsyningsrollen for battericellesamling. Da de fleste prismatiske batterier bruges i mobiltelefonprodukter, samles de næsten alle af battericellefabrikker. Næsten alle enkeltceller af polymerbatterier er fuldstændigt samlet af battericellefabrikkerne uafhængigt. Kun applikationer af flere serier og parallel vil blive samlet og behandlet af montagefabrikken. Midstream Cell og downstream Pack har gradvist udviklet sig fra et rent upstream-downstream-forhold i fortiden til et samarbejds- og konkurrenceforhold. Forholdet mellem konkurrence vil gradvist øges i fremtiden.
