U velikom valu globalne energetske transformacije tehnologije za skladištenje energije, kao ključna podrška, prolazi se neviđenim promjenama i razvoju. Litijumske baterije, sa izvanrednim performansama, postale su okosnice trenutnog polja za skladištenje energije. Kontinuirana tehnološka inovacija ubrizgavala je novu vitalnost u primjenu litijumskih baterija u polju spremišta za energiju, uvoz u novoj eri skladištenja energije.
Novi materijali vode skok u performansu
Visoki nikl Pozitivni materijal za elektrode poboljšava gustoću energije
Gustina energije litijumske baterije uvijek je bila fokus pažnje za istraživače. Posljednjih godina postignute su značajne probojke u istraživanju i razvoju visokog nikl katodnih materijala. U tradicionalnoj terrnary litijumskim katodnim materijalima, različitim proporcijama nikla, kobalta, mangana (ili aluminija) određuju performanse baterije. Uz razvoj tehnologije, povećavajući sadržaj nikla postao je ključni put za poboljšanje gustoće energije. Pojava visokih niklama terrnarskih materijala (poput NCM811, NCA itd.) Značajno je povećala specifični kapacitet baterija. Uzimajući NCM811 kao primjer, njegov sadržaj nikla je čak 80%. U usporedbi s niskim niklovim materijalima, može pružiti višu naponsku platformu, što uvelike poboljšava gustoću energetske gustoće litijumskih baterija. Gustina energije nekih proizvoda premašila je 300Wh / kg. To znači da s istim volumenom i težinom litijumske baterije mogu pohraniti više električne energije, postavljajući čvrst temelj za minijaturizaciju i efikasan razvoj sistema za pohranu energije. Na primjer, u nekim distribuiranim projektima za skladištenje energije koji zahtijevaju strogi prostor i težine, litijumski sustavi za pohranu energije u litijumskim baterijama koristeći visoki nikl pozitivnih materijala za elektrode mogu pohraniti dovoljno električne energije u ograničenom prostoru za ispunjavanje potreba za potrebama za električnom energijom korisnika.
Proširenje granice performansi silikonskih negativnih elektroda
U polju negativnih elektroda materijala zasnovani na silicijum postali su istraživački hotspot posljednjih godina zbog njihovog ultra visokog teorijskog specifičnog kapaciteta (do 4200mAh / g, daleko veći od 372Mah / g tradicionalnih grafitnih negativnih elektroda). Međutim, materijali na bazi silikona podvrgavaju se jakim količinskim širenjem (do 300% -400%) tokom postupka punjenja i pražnjenja, što dovodi do oštećenja strukture elektrode i skraćenim životom ciklusa. Da bismo rešili ovaj problem, istraživači su modificirali materijale na bazi silikona kroz tehnike kao što su nanotehnologija i kompoziti. Na primjer, kombinirajući silicijumske nanočestice sa ugljičnim materijalima za formiranje jezgrenog školjki ili poroznih struktura ne mogu puniti samo jačine promjene silikona tokom procesa punjenja i pražnjenja, ali i poboljšati provodljivost materijala. Kroz ta tehnološka poboljšanja primjena negativnih elektroda na bazi silikona u litijumskim baterijama postepeno je sazrela. Litijumske baterije koristeći silikonski materijali za elektrode ne mogu značajno povećavati gustoću energije baterije, već i poboljšavaju i brzo punjenje baterije u određenoj mjeri. Očekuje se da će se negativni elektroda na bazi silikona široko koristiti u srednjem proizvodu od litijumske baterije u srednjem do visokoj krajnjim akumulatorima, dodatno širenje granice litijumske baterije u polju za skladištenje energije.
Optimiziranje strukture baterije za poboljšanje sveobuhvatnih performansi
Složena struktura poboljšava performanse baterije
Tradicionalne litijumske baterije često usvajaju strukturu rana, koja ima visoku proizvodnu efikasnost, ali postoje određena ograničenja u pogledu dosljednosti baterije, sigurnosti i životnog ciklusa. Laminirana struktura, kao nova vrsta dizajna strukture baterije, dobila je sve veću pažnju posljednjih godina. Složena struktura može učinkovito smanjiti unutarnju otpornost baterije i poboljšati efikasnost punjenja i pražnjenja slijedećom slaganjem pozitivnih i negativnih ploča elektroda i separatora, a zatim ih ekapsulirati. U međuvremenu, zbog bolje kontrole veličine i položaja listova elektrode tokom postupka slaganja, dosljednost baterije značajno se poboljšava. U pogledu sigurnosti, laminirana struktura može umanjiti fenomen lokalne pregrijavanja baterija tokom punjenja i pražnjenja i smanjiti rizik od termičkog bijesa. Pored toga, složena struktura baterija takođe radi dobro u pogledu života ciklusa, ispunjavajući zahteve sistema za skladištenje energije za dug vijek trajanja baterije. Trenutno su neki vrhunski skladišni proizvodi za energiju počeli usvajati laminirane strukture. Uz kontinuiranu zrelost tehnologije i smanjenje troškova očekuje se da će laminirane strukture široko koristiti u polju skladištenja energije litijumske baterije.
Integrisano pakiranje poboljšava pouzdanost baterije
Tehnologija ambalaže baterija je takođe presudna za njihovu performansu i pouzdanost. Tradicionalna metoda ambalaže za litijumske baterije ima problema poput lošeg brtvenog performansi i osjetljivosti na vanjski utjecaj na okoliš. Za rješavanje ovih pitanja pojavila se integrirana tehnologija ambalaže. Integrirana tehnologija ambalaže prihvaća potpuno formiranu školjku koja u potpunosti brtva pozitivne i negativne elektrode, elektrolit, separator i druge komponente baterije u zatvorenom prostoru, učinkovito sprečavajući istjecanje elektrolita i invazije na vanjske nečistoće. Istovremeno, integrirana struktura ambalaže može poboljšati unutrašnje promjene tlaka baterije tijekom punjenja i pražnjenja, poboljšavajući sigurnost i pouzdanost baterije. Pored toga, integrirana ambalaža može umanjiti ukupnu težinu i jačinu baterije i poboljšati gustinu energije baterije. U nekim projektima za skladištenje na otvorenom, upotreba integriranog pakiranog litijumskih sistema za pohranu baterije može se bolje prilagoditi oštrim prirodnim okruženjima i osigurati stabilan rad sistema za pohranu energije.
Nadogradnja proizvodnih procesa promoviše industrijski razvoj
Inteligentna proizvodnja poboljšava efikasnost i kvalitetu proizvodnje
Uz napredovanje industrije 4. 0, primjena inteligentne proizvodne tehnologije u polju proizvodnje litijumske baterije postaje sve rasprostranjenija. Inteligentna proizvodnja ostvarila je inteligentnu i automatiziranu kontrolu procesa proizvodnje litijumske baterije uvođenjem naprednih tehnologija kao što su oprema za automatizaciju, roboti i umjetnu inteligenciju. U procesu proizvodnje baterije Automatizirana oprema za premazivanje može precizno kontrolirati debljinu premaza i ujednačenost elektrodene kašike, poboljšavajući kvalitetu elektroda; Roboti mogu postići visoko precizni rad tokom procesa montaže baterije, smanjite ručne greške, poboljšajte efikasnost proizvodnje i konzistentnosti proizvoda. U postupku modula za baterije i sklop sistema, inteligentna proizvodna tehnologija može postići automatizirana raspodjela materijala, modul modula i testiranje sistema, uvelike skraćivanje proizvodnog ciklusa i poboljšanje efikasnosti proizvodnje. Istovremeno, kroz velike analize podataka i algoritmi umjetne inteligencije, inteligentni proizvodni sustavi mogu u stvarnom vremenu nadgledati različite parametre u procesu proizvodnje, otkriti i riješiti probleme u proizvodnom procesu pravovremeno i poboljšati kvalitetu i prinos proizvoda. Na primjer, lideri industrije poput CATL-a značajno su poboljšali efikasnost proizvodnje i kvalitetu litijumske baterije izgradnjom inteligentnih tvornica, promovirajući razvoj cijele industrije litijumske baterije.
Zelena proizvodnja postiže održivi razvoj
Protiv pozadine globalnog zagovaranja za zeleni razvoj, zelenkanje procesa proizvodnje litijumske baterije takođe postaje važan trend u razvoju industrije. Zelena proizvodnja zahtijeva minimiziranje potrošnje energije i emisije zagađivača u proizvodnom procesu litijumskih baterija i postizanje recikliranja resursa. U procesu nabavke sirovine, preduzeća više pažnje posvećuju održivosti i ekološkom ljubaznosti sirovina i daju prednost odabiru sirovina proizvedenih korištenjem zelenih i ekološki prihvatljivih procesa. Tokom procesa proizvodnje, poduzimaju se mjere poput optimizacije proizvodnog procesa i usvajanja opreme za uštedu energije za smanjenje potrošnje energije. Na primjer, usvajanjem novih tehnologija sušenja i procesa toplinske obrade mogu smanjiti potrošnju energije uz osiguravanje kvalitete proizvoda. U pogledu tretmana zagađivača, preduzeća su povećala svoje napore na kontrolu zagađivača poput ispušnih plina, otpadnih voda i ostataka otpada, usvajanjem naprednih tehnologija zagađenja za postizanje standardnih emisija zagađivača. Istovremeno, neka preduzeća aktivno provode recikliranje i korištenje otpadnih litijumskih baterija. Kroz efikasne tehnologije recikliranja, vrijednih metala, poput litijum, kobalta i nikla u litijumskim baterijama mogu se reciklirati i ponovo koristiti, smanjujući ovisnost o novim resursima, smanjenjem zagađenja okoliša i formiranje održivog modela industrijskog razvoja.