Các công nghệ trưởng thành cho pin lithium-ion là gì?

1. Cuộc sống hoàn toàn rắn chắc2+
Pin lithium-ion lỏng hiện đang được sử dụng trên thị trường nên còn được gọi là pin lithium-ion lỏng. Nói tóm lại, nó là pin lithium-ion ở trạng thái rắn. Tất cả các thành phần của nó đều là chất rắn và chất điện phân rắn thay thế chất điện phân lỏng và chất phân tách của pin lithium-ion truyền thống.
So với pin lithium-ion lỏng, chất điện phân hoàn toàn rắn có những ưu điểm sau: Nó có độ an toàn và khả năng chịu nhiệt rất tốt, có thể hoạt động trong thời gian dài ở khoảng 60-120 độ . Cửa sổ điện hóa rộng, lên đến 5 V, có thể kết hợp với vật liệu điện áp cao; chỉ có ion lithium, không có electron; có hệ thống làm lạnh đơn giản, mật độ làm lạnh cao; thích hợp cho pin siêu mỏng và linh hoạt. Nhưng nhược điểm của nó cũng rất rõ ràng, đó là pin có độ dẫn điện trên một đơn vị diện tích thấp, công suất riêng thấp ở nhiệt độ phòng và giá thành cao. Pin dung lượng lớn rất khó công nghiệp hóa.
Mật độ năng lượng, độ ổn định chu kỳ, hiệu suất an toàn, hiệu suất nhiệt độ cao và thấp và tuổi thọ của pin lithium-ion ở trạng thái rắn có liên quan chặt chẽ đến hiệu suất của vật liệu điện phân. Chất điện phân rắn có thể được chia thành chất điện phân polymer (thường bao gồm PEO, LiTFSI, v.v.) và chất điện phân vô cơ (như oxit và sunfua). Công nghệ pin toàn thể rắn được coi là chìa khóa cho sự phát triển tiếp theo. Khi công nghệ tiếp tục phát triển, mọi vấn đề sẽ được giải quyết.

2. Pin mật độ năng lượng cao vật liệu ternary
Với sự phát triển của công nghệ pin lithium-ion mật độ năng lượng cao, vật liệu catốt ba cực đã thu hút sự chú ý rộng rãi. Vật liệu catốt bậc ba được sử dụng rộng rãi trong lĩnh vực lưu trữ năng lượng do công suất riêng cao, độ ổn định chu kỳ tốt và chi phí thấp. Mật độ năng lượng của vật liệu cực âm ba cực có thể được tăng lên một cách hiệu quả bằng cách tăng điện áp của pin và hàm lượng nguyên tố niken trong vật liệu.
Về mặt lý thuyết, vật liệu ba cực có ưu điểm tự nhiên ở điện áp cao: giá trị tiêu chuẩn của vật liệu catốt ba cực là 4,35 V. Ở giá trị này, vật liệu ba cực cũng có thể duy trì độ ổn định chu kỳ tốt. Khi điện áp sạc tăng lên 4,5 V, công suất của vật liệu đối xứng (333, 442) có thể đạt tới 190 và hiệu suất chu trình cũng tốt, trong khi hiệu suất chu trình của (532) kém hơn một chút; khi điện áp đạt 4,6 V, vật liệu ternary có hiệu suất Chu kỳ bắt đầu suy giảm và độ phồng trở nên nghiêm trọng hơn. Hiện nay, ứng dụng thực tế của vật liệu catốt điện áp cao ba chiều bị hạn chế bởi chất điện phân điện áp cao.
By increasing the Ni content to increase the energy density of the ternary system, high Ni ternary systems are currently commonly used, that is, high Ni ternary systems with Ni mole fraction >0.6. Hệ thống này có ưu điểm là dung lượng riêng cao và chi phí thấp, nhưng lại có vấn đề về lưu trữ. Lithium có những vấn đề như khả năng hoạt động yếu và độ ổn định nhiệt kém. Vì vậy, sửa đổi nó là một cách hiệu quả để cải thiện hiệu suất của nó. Kích thước và hình thái micro-nano là những yếu tố quan trọng quyết định hiệu suất của cực âm ba cực Ni cao. Nghiên cứu hiện tại chủ yếu thu được các hạt hình cầu có kích thước nhỏ và diện tích bề mặt riêng cao thông qua sự phân tán đồng đều trên bề mặt điện cực.