Per millorar la densitat d'energia de les bateries i l'autonomia de conducció dels vehicles, el concepte principal en aquell moment era millorar la seguretat dels materials ternaris d'alt níquel per complir els requisits de funcionament del vehicle.
L'informe de notícies recent sobre el camí d'habilitat de les bateries d'ió de liti de potència suggereix que les bateries d'ió de liti ternàries d'alt níquel es convertiran en la força principal de les bateries de potència en els propers anys, amb una densitat d'energia que assoleix el nivell de 300 Wh/kg. Aquest article pretén observar i cuidar la vida actual del sistema ternari d'alt níquel.
1. Principi de funcionament de les bateries de liti
En aquell moment, les bateries de liti comunes eren principalment liti ternari, fosfat de ferro de liti, òxid de manganès de liti, òxid de cobalt de liti, etc., tots anomenats segons el tipus d'informació positiva de l'elèctrode. Els materials d'elèctrodes negatius comercials utilitzats juntament amb ell són generalment elèctrodes negatius de grafit. El principi de funcionament fonamental es mostra a la figura següent.
Durant el procés de càrrega, a causa de l'efecte de la tensió del terminal extern a la bateria, els electrons propers al col·lector de corrent positiu es mouen cap a l'elèctrode negatiu sota la força motriu del camp elèctric. Després d'arribar a l'elèctrode negatiu, es combinen amb ions de liti a l'elèctrode negatiu, formant una part de l'elèctrode neutre que s'emmagatzema a l'espai de grafit; L'aparició de l'elèctrode negatiu que consumeix alguns ions de liti condueix a una disminució de la concentració d'ions de liti, donant lloc a una diferència de concentració d'ions entre els elèctrodes positius i negatius.
Impulsat per la diferència de concentració, l'ió de liti de l'elèctrode positiu es mou des de l'interior de les dades cap a l'exterior de l'elèctrode positiu, al llarg de l'electròlit, passant per la barrera i arribant a l'exterior de l'elèctrode negatiu; A més, sota l'efecte de la conducció del potencial elèctric, es dispersa cap a la profunditat de les dades de l'elèctrode negatiu i es troba amb electrons procedents del circuit extern, cosa que indica parcialment que el neutre està atrapat dins de les dades de l'elèctrode negatiu.
El procés de descàrrega, en canvi, és exactament el contrari. Després de tancar el circuit de la càrrega, el procés de descàrrega comença amb electrons que surten del col·lector negatiu i passen pel circuit extern per arribar a l'elèctrode positiu; Finalment, l'ió de liti s'incrusta al material de l'elèctrode positiu i es combina amb els electrons procedents del circuit extern.
El grafit de l'elèctrode negatiu té una estructura en capes i la manera com s'incorporen i s'eliminen els ions de liti no difereix significativament entre els diferents tipus d'ions de liti. Hi ha diferències significatives en l'estructura de gelosia de diferents materials d'elèctrode positiu, amb ions de liti dispersos dins i fora durant el procés de càrrega i descàrrega, donant lloc a processos lleugerament diferents.
2. Tipus i característiques dels materials d'elèctrodes positius primaris
En aquella època, hi havia quatre tipus de materials càtodics amb abundant comercialització: òxid de cobalt de liti, fosfat de ferro de liti, òxid de manganès de liti i liti ternari. Durant aquest període, tot i que l'òxid de cobalt de liti té avantatges evidents en la densitat d'energia i altres aspectes, els problemes de seguretat s'han convertit en un coll d'ampolla i l'escala d'aplicació és cada cop més petita. L'òxid de manganès de liti té una funció de cicle deficient i una funció d'alta temperatura deficient. Tot i que té una forta resistència a la sobrecàrrega i un baix cost, s'utilitza principalment en vehicles de gamma baixa o de baixa velocitat i la seva quota de mercat també s'està reduint.
Només el fosfat de ferro de liti i el ternari de liti eren el corrent principal en aquell moment. Un d'ells tenia avantatges en la densitat d'energia i la funció de baixa temperatura, mentre que l'altre tenia avantatges en la vida útil i la seguretat del cicle. Va ser difícil per a les polítiques nacionals i els usuaris finals triar entre les dues. Fins ara, els autobusos utilitzen principalment fosfat de ferro de liti, mentre que els cotxes de passatgers i altres models que requereixen una gran resistència i experiència del client trien bateries de liti ternàries.
3. Estructura i característiques de les dades d'elèctrodes positius de liti ternari
Les dades ternaries han estat un tema candent en els últims anys, durant els quals la composició de Ni pot millorar l'activitat de les dades i la densitat d'energia; El component Co també és una substància activa, que pot estabilitzar l'estructura en capes de les dades i reduir la barreja de cations, facilitant la descàrrega profunda de les dades, millorant així la capacitat de descàrrega de les dades; El component Mn té un paper de suport en l'anàlisi de dades, proporcionant estabilitat durant els processos de càrrega i descàrrega. El liti ternari encarna fonamentalment els avantatges de diversos materials.