Istorija razvoja litijumske baterije
Posle decenija razvoja, litijumske baterije su naširoko korišćene i snažno se razvijale. Sada su oni postali zamena za tradicionalne izvore energije. Kroz kakav razvojni proces su prošle litijumske baterije? Хајде да погледамо:
1. Sedamdesetih godina prošlog veka, Exxon-ov MS Whittingham je koristio titanijum sulfid kao katodni materijal i metalni litijum kao anodni materijal za izradu prve litijumske baterije.
2. Godine 1980. J. Goodenough je otkrio da se litijum kobalt oksid može koristiti kao katodni materijal za litijum-jonske baterije.
3. 1982. RR Agarval i JR Selman sa Tehnološkog instituta u Ilinoisu otkrili su da litijum joni imaju karakteristike interkalacionog grafita. Ovaj proces je brz i reverzibilan. U isto vreme, opasnost po bezbednost litijumskih baterija napravljenih od metalnog litijuma privukla je veliku pažnju. Stoga su ljudi pokušali da naprave punjive baterije koristeći karakteristike litijum jona ugrađenih u grafit. Prvu dostupnu litijum-jonsku grafitnu elektrodu uspešno je probno proizvela Bell Laboratories.
4. Godine 1983. M. Thackeray, J. Goodenough i drugi su otkrili da je manganova špinela odličan katodni materijal, niske cene, stabilnosti i odlične provodljivosti i provodljivosti litijuma. Njegova temperatura raspadanja je visoka, a oksidacija je mnogo niža od one kod litijum kobalt oksida. Čak i ako dođe do kratkog spoja ili prekomernog punjenja, može se izbeći opasnost od sagorevanja i eksplozije.
5. Godine 1989. A. Manthiram i J. Goodenough su otkrili da bi pozitivna elektroda sa polimernim anjonom proizvela veći napon.
6. 1991. Sony je objavio prvu komercijalnu litijum-jonsku bateriju. Nakon toga, litijum-jonske baterije su revolucionirale lice potrošačke elektronike.
7. Godine 1996. Padhi i Goodenough su otkrili da su fosfati sa strukturom olivina, kao što je litijum gvožđe fosfat (LiFePO4), superiorniji od tradicionalnih katodnih materijala, i stoga su postali aktuelni glavni katodni materijali.
Zbog veoma aktivnih hemijskih svojstava litijum metala, prerada, skladištenje i upotreba litijum metala imaju veoma visoke ekološke zahteve. Zbog toga se proizvodnja litijumskih baterija mora odvijati pod posebnim uslovima životne sredine. Međutim, zbog mnogih prednosti litijumskih baterija, litijumske baterije se široko koriste u elektronskim instrumentima, digitalnim i kućnim aparatima. Međutim, većina litijumskih baterija su sekundarne baterije, a postoje i baterije za jednokratnu upotrebu. Nekoliko sekundarnih baterija imaju loš životni vek i bezbednost.
Kasnije, japanska's Sony Corporation izumila je litijumsku bateriju sa ugljeničnim materijalom kao negativnom elektrodom i jedinjenjem koje sadrži litijum kao pozitivnu elektrodu. Tokom procesa punjenja i pražnjenja ne postoji metalni litijum, već samo litijum joni. Ovo je litijum-jonska baterija. Kada se baterija napuni, litijum joni se generišu na pozitivnoj elektrodi baterije, a generisani litijum joni se kreću do negativne elektrode kroz elektrolit. Ugljenik kao negativna elektroda ima slojevitu strukturu. Ima mnogo mikropora. Joni litijuma koji dospevaju do negativne elektrode ugrađeni su u mikropore sloja ugljenika. Što je više litijum jona ubačeno, to je veći kapacitet punjenja. Slično tome, kada se baterija isprazni (to jest, proces u kojem koristimo bateriju), joni litijuma ugrađeni u sloj ugljenika negativne elektrode se oslobađaju i vraćaju se na pozitivnu elektrodu. Što se više litijum jona vrati na pozitivnu elektrodu, to je veći kapacitet pražnjenja. Ono što obično nazivamo kapacitetom baterije odnosi se na kapacitet pražnjenja. Tokom procesa punjenja i pražnjenja Li-jona, litijum joni su u stanju kretanja od pozitivne elektrode do negativne elektrode do pozitivne elektrode. Li-jonske baterije su kao stolica za ljuljanje. Dva kraja stolice za ljuljanje su dva pola baterije, a litijum jon trči napred-nazad u stolici za ljuljanje kao sportista. Tako se litijum-jonske baterije nazivaju i baterijama za ljuljanje.
Uz široku upotrebu digitalnih proizvoda kao što su mobilni telefoni, notebook računari i drugi proizvodi, litijum-jonske baterije su naširoko korišćene u takvim proizvodima sa odličnim performansama i postepeno su se razvile u druge aplikacije proizvoda poslednjih godina. 1998. Tianjin Power Research Institute je započeo komercijalnu proizvodnju litijum-jonskih baterija. Tradicionalno, ljudi nazivaju litijum-jonske baterije litijumskim baterijama, ali ove dve vrste baterija su različite. Sada su litijum-jonske baterije postale mainstream.
Prema podacima u"Predviđanju potražnje na tržištu industrije litijumskih baterija u Kini' i Izveštaju o analizi strateškog planiranja investicija", nerešeni problem litijuma u Kini' industrija baterija je nesmanjena investicija u industrijski lanac, dok se neuredna konkurencija intenzivira, potražnja u nizvodnom toku nastavlja da slabi, a industrija se bori da napreduje u Kini. Razvojni put industrije litijumskih baterija je u osnovi rast i formiranje na lokalnom nivou. Preduzeća su u osnovi jedna poslovna operacija. Karakteristike su: ograničena snaga, mali obim, veliki pritisak na preživljavanje i težak održivi razvoj. Međutim, zbog ogromnog tržišnog prostora za nova energetska vozila i stalne podrške vladinim politikama, ulaganja u lanac industrije litijumskih baterija u Kini' se nisu smanjila, a neuredna konkurencija u industriji je intenzivirana.
Niska proizvodna veza ima ozbiljan višak kapaciteta, a high-end veza nema dovoljno ulaganja, a cena sirovina za litijumske baterije je nastavila da pada. Od industrijskog puta razvoja, zasnovanog na polju potrošačke elektronike, normalan je razvojni put da se male i srednje litijumske baterije kao što su električni alati i električni bicikli koriste kao razvojne mogućnosti, a zatim do hibridnih baterija i na kraju do čistih električnih baterija. Trenutno, električnim alatima i električnim biciklima i dalje dominiraju nikl-kadmijumske i olovno-kiselinske baterije, a primena litijumskih baterija se sporo razvija; glavna hibridna tehnologija je u inostranstvu, a proizvodi hibridnih automobila su uglavnom strani brendovi. Iz perspektive nacionalne podrške, više naginjanja više na čisto električna vozila. Međutim, pošto su čisti električni materijali i tehnologije još uvek daleko od primene velikih razmera, potražnja je nedovoljna, a lanac industrije litijumskih baterija se suočava sa neprijatnom situacijom nesmanjenih investicija, ali slabe potražnje.
Iako je put krivudav, izgledi su i dalje svetli. Domaći proizvodni materijali za baterije već su izašli iz perioda uvođenja i ušli u period brzog rasta. Trenutno se pojavio veliki broj kompanija za materijale sa međunarodnim naprednim nivoima. Ove kompanije se fokusiraju na razvoj osnovne tehnologije i sarađuju sa njima kako bi zajednički razvili proizvode za različite potrebe kupaca u daljem toku. Svojim jakim tehničkim razvojnim mogućnostima i mogućnostima za korisničku podršku, osvojio je priznanje kupaca i kontinuirano ulazi u sistem lanca snabdevanja vrhunskih proizvođača baterija. Dalje jačaju sopstvenu snagu kroz saradnju i saradnju i stvaraju vrlinski krug.
Uz brzi napredak osnovne tehnologije i kontinuirano povećanje tržišnog udela među brojnim domaćim materijalnim gigantima, jaki će ostati jaki. Ovo je naš fokus. Iz perspektive srednjeg i nizvodnog paketa, mnogi važni potrošački uređaji trenutno biraju Kinu kao svoju bazu za sklapanje. Ovo je takođe omogućilo japanskim i korejskim baterijskim ćelijama i fabrikama za montažu baterija da se nastanu i u Kini, a proizvodni kapaciteti domaćih proizvođača se takođe brzo razvijaju. U segmentu ćelija srednjeg toka, kako bi se izborili sa postepenim padom cena proizvoda, sve više proizvođača seče na sklapanje i obradu baterija, uključujući Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD, itd., posebno u kvadratnim baterijama i polimerne baterije, koje su potpuno zauzete. Uloga snabdevanja sklopa baterijske ćelije. Pošto se većina prizmatičnih baterija koristi u proizvodima za mobilne telefone, skoro sve ih sklapaju fabrike baterija. Skoro sve pojedinačne ćelije polimernih baterija u potpunosti sklapaju fabrike baterijskih ćelija nezavisno. Fabrika će sastavljati i obrađivati samo aplikacije više serija i paralela. Midstream Cell i downstream Pack postepeno su evoluirali od čistog odnosa uzvodno i nizvodno u prošlosti do odnosa saradnje i konkurencije. Odnos između konkurencije će se postepeno povećavati u budućnosti.
