Як підвищити щільність енергії літієвих батарей?

Застосування нових систем матеріалів, точне налаштування структури літієвих акумуляторів і вдосконалення виробничих можливостей є трьома основними етапами, на яких інженери-дослідники повинні продемонструвати свої здібності. У наступній частині ми пояснимо два виміри мономеру та системи.

Ⅰ. Щільність енергії елементів літієвої батареї в основному залежить від прориву хімічної системи

1. Збільште розмір електричних батарей: виробники електричних батарей можуть збільшити розмір оригінальної батареї, щоб досягти ефекту збільшення ємності. Найвідомішим прикладом є Tesla, відома компанія з виробництва електромобілів, яка була першим використав 18650 літій-залізо-фосфатний акумулятор і замінить новий 21700 літієва батарея.

Однак «жир» або «зростання» елемента батареї є лише тимчасовим, а не постійним лікуванням. Метод отримання зарплати з дна чайника полягає в тому, щоб знайти ключову технологію для збільшення щільності енергії з позитивних і негативних матеріалів, які утворюють елемент батареї, і складу електроліту.

2. Зміни в хімічній системі літієвих батарей: як згадувалося раніше, щільність енергії електричних батарей обмежується позитивним і негативним електродами батареї. Наразі щільність енергії матеріалу негативного електрода набагато вища, ніж щільність позитивного електрода, тому необхідно постійно вдосконалювати матеріал позитивного електрода, щоб покращити щільність енергії.

(1) Катод із високим вмістом нікелю: потрійні матеріали зазвичай належать до великої родини оксидів нікелю, кобальту, літію, манганату. Ми можемо змінити продуктивність електричних батарей, змінивши співвідношення трьох елементів: нікелю, кобальту та марганцю.

(2) Кремнієво-вуглецевий анод на малюнку: питома ємність анодних матеріалів на основі кремнію може сягати 4200 мА·год/г, що набагато вище, ніж теоретична питома ємність графітових анодів у 372 мА·год/г, тому вона стала потужний замінник графітових анодів.

(3) На даний момент використання кремнієво-вуглецевих композитних матеріалів для покращення щільності енергії електричних батарей стало одним із визнаних галузевих напрямів розвитку анодних матеріалів для літієвих батарей. Модель 3, випущена Tesla, використовує кремнієвий вуглецевий анод.

3. У майбутньому, якщо ви хочете ще більше перевищити позначку 350 Вт·год/кг для одноелементних батарей, колегам у галузі, можливо, доведеться зосередитися на системі літій-металевих негативних електричних батарей, але це також означає зміну та вдосконалення всього виробництва акумуляторів. процес. З кількох типових потрійних матеріалів можна побачити, що частка нікелю зростає й зростає, а частка кобальту стає все меншою. Чим вище вміст нікелю, тим вище питома ємність осередку. Крім того, через дефіцит ресурсів кобальту збільшення частки нікелю зменшить використання кобальту.

Ⅱ. Щільність енергії літієвої системи акумуляторів: підвищення групової ефективності батарейних блоків

1. Груповим тестом блоків електричних батарей є здатність електричних батарей «облогових левів» розташовувати війська по окремих осередках і модулях. Необхідно максимально використовувати кожен дюйм простору з точки зору безпеки.

2. «Схуднення» блоку електричних батарей в основному включає такі способи:

(1) Оптимізуйте структуру компонування: з точки зору загальних розмірів, внутрішнє розташування системи можна оптимізувати, щоб зробити компонування внутрішніх частин блоку електричної батареї більш компактним і ефективним.

(2) Оптимізація топології: ми реалізуємо проект зменшення ваги на передумові забезпечення жорсткості, міцності та структурної надійності за допомогою моделювання розрахунків. За допомогою цієї технології можна реалізувати оптимізацію топології та оптимізацію морфології, і, нарешті, допомогти реалізувати легкий акумуляторний ящик.

(3) Вибір матеріалу: ми можемо вибрати матеріали низької щільності. Наприклад, верхня кришка блоку електричних батарей поступово змінилася з традиційної верхньої кришки з листового металу на композитну верхню кришку, що може зменшити вагу приблизно на 35%. Що стосується нижньої коробки акумуляторної батареї, вона поступово змінила традиційну схему листового металу на схему алюмінієвого профілю, зменшивши вагу приблизно на 40%, і ефект полегшення очевидний.

(4) Інтегрована конструкція всього транспортного засобу: інтегрована конструкція всього транспортного засобу та структурна конструкція всього транспортного засобу повинні бути повністю враховані, а структурні частини мають бути спільними та спільними якомога більше, як анти- дизайн зіткнення, щоб досягти максимальної легкості.

Електричні батареї є дуже комплексними продуктами. Якщо ви хочете покращити один аспект продуктивності, ви можете пожертвувати іншими аспектами продуктивності. Це основа для розуміння конструкції та розробки акумуляторів. Електричні батареї призначені для транспортних засобів, тому щільність енергії не є єдиним показником якості батареї.