Li-ion batterija teknoloġija ġdida

Teknoloġija ġdida tal-batterija Li-ion: tiffoka fuq ċilindri kbar, qlub twal u opportunitajiet oħra ta 'innovazzjoni

1. Żvilupp tal-batterija: iċċarġjar ultra-veloċi, sigurtà u prestazzjoni oħra hija d-direzzjoni ewlenija; tiffoka fuq ċilindri kbar, ċelloli twal u innovazzjoni strutturali oħra

1.1 Xejriet tal-prestazzjoni tal-batterija: tqassim tal-fabbrika tal-batterija ta 'proporzjon ta' enerġija għolja, iċċarġjar ultra-veloċi u sigurtà u direzzjonijiet tekniċi oħra

Ningde Time, BYD u fabbriki oħra tal-batteriji tal-qalba qed jistabbilixxu fid-direzzjoni ta 'proporzjon ta' enerġija għolja, iċċarġjar super veloċi u teknoloġiji ta 'sikurezza tal-batterija, u l-mogħdija tar-realizzazzjoni tinkludi innovazzjoni strutturali, innovazzjoni materjali, eċċ.

    Ningde Times, il-fabbrika ewlenija tal-batteriji, stabbiliet sitt direzzjonijiet bħal proporzjon ta 'enerġija għolja, iċċarġjar super veloċi u sigurtà vera, u t-tipi ta' teknoloġiji jinkludu innovazzjoni strutturali, innovazzjoni materjali u innovazzjoni tal-ġestjoni. Skont il-websajt uffiċjali ta 'Ningde Times, nistgħu naraw li Ningde Times stabbilixxiet f'sitt direzzjonijiet ta' innovazzjoni strutturali, innovazzjoni materjali u innovazzjoni tal-ġestjoni, li huma enerġija speċifika għolja, ħajja twila, iċċarġjar ultra-veloċi, sigurtà vera, awto- kontroll tat-temperatura u ġestjoni intelliġenti. Ħu l-iċċarġjar super veloċi bħala eżempju, l-iċċarġjar super veloċi ta 'Ningde Time jirreferi għall-aktar 5 minuti sa 80% ħlas, f'termini ta' struttura, biċċa arblu multi-gradjent u metodu multi-widna huma adottati, speċifikament:① biċċa arblu multi-gradjent: billi tirregola d-distribuzzjoni tal-gradjent tal-istruttura poruża tal-biċċa tal-arblu, is-saff ta 'fuq ta' struttura ta 'porożità għolja, is-saff t'isfel ta' struttura ta 'densità solida ta' pressjoni għolja, b'kunsiderazzjoni perfettament tal-qalba doppja ta 'densità għolja ta' enerġija u iċċarġjar super veloċi;② multi-widna: żvilupp ta 'spazju multi-dimensjonali (2) Multi-saff: l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-lug spazjali multi-dimensjonali, li ttejjeb ħafna l-kapaċità attwali tal-ġarr tal-biċċa tal-arblu u tkisser il-konġestjoni teknika taż-żieda fit-temperatura għolja tal-batterija ċellula waqt 500A iċċarġjar dirett.

1.2 Tip ġdid ta 'innovazzjoni ta' batterija/struttura: ċelluli ċilindriċi kbar, twal, eċċ. huma direzzjonijiet ta 'tqassim importanti għall-fabbriki tal-batteriji

Aħna mimxuta permezz tal-forma tal-batterija, il-progress tal-produzzjoni tal-massa, l-indiċi tal-prestazzjoni u l-karatteristiċi vantaġġużi tal-fabbriki ewlenin tal-batteriji, li qed jistabbilixxu b'mod attiv forom ġodda ta 'batteriji bħal ċilindri kbar u ċelloli twal. Ħu l-Enerġija tax-xehda bħala eżempju, it-tieni ġenerazzjoni taċ-ċellula rqiqa twila laminata tagħha L600 lestiet l-iżvilupp u hija mistennija tikseb produzzjoni tal-massa f'Q3 2022; f'termini ta 'indiċi ta' prestazzjoni, il-kapaċità taċ-ċellula waħda L600 żdiedet għal 196Ah, id-densità tal-enerġija hija aktar minn 185wh/kg u d-densità tal-enerġija tal-volum hija aktar minn 430wh/L, li għandha karatteristiċi vantaġġużi bħal kompatibilità għolja, adattabilità għolja, sigurtà għolja u ħajja twila.

(2) Ċilindriku kbir: Tesla, BAK, EVERLIGHT, u fabbriki oħra ta 'batteriji qed ifasslu batteriji ċilindriċi kbar. Ħu Tesla bħala eżempju, il-batterija 4680 tadotta katodu għoli tan-nikil + materjal tal-katodu tal-karbonju tas-silikon u teknoloġija tal-lug mingħajr elettrodi, b'densità ta 'enerġija ta' 300Wh/kg, il-kapaċità tal-batterija hija 5 darbiet ogħla mis-soluzzjoni attwali 2170, u l-qawwa tal-ħruġ hija 6 darbiet ogħla. Barra minn hekk, għandu vantaġġi fid-densità tal-enerġija, l-enerġija u l-effiċjenza tal-iċċarġjar.

2. Ċilindriku kbir: l-applikazzjonijiet tal-lejżer huma mistennija li jiżdiedu; rekwiżiti ta 'preċiżjoni għolja tat-tagħmir

2.1 Batterija ċilindrika kbira: Ħu Tesla 4680 bħala eżempju, innovazzjonijiet tekniċi bħal elettrodu niexef u lug mingħajr elettrodi huma denji ta 'attenzjoni

Skont il-karta, il-batterija ċilindrika 4680 hija innovazzjoni strutturali ulterjuri tal-batterija ċilindrika mill-iżgħar 1865 sa 2170. Meta mqabbla mal-batterija 2170 użata qabel, il-batterija 4680 tnaqqas b'mod sinifikanti l-ġenerazzjoni tas-sħana, issolvi l-problema tad-dissipazzjoni tas-sħana ta 'densità għolja ta' enerġija ċelluli, u żżid l-ogħla qawwa tal-iċċarġjar u l-ħatt, fl-aħħar mill-aħħar tagħmel il-batterija 4680 5 darbiet aktar enerġija u 6 darbiet aktar enerġija mill-batterija 2170, filwaqt li tnaqqas l-ispiża b'14% u żżid il-firxa b'16%.

F'termini ta 'innovazzjoni strutturali u proċess ta' manifattura, l-4680 għandha tliet innovazzjonijiet teknoloġiċi kbar meta mqabbla ma 'batteriji preċedenti - proċess ta' elettrodu niexef, lugless (kollha lug), u teknoloġija CTC - li rriżultaw fi spejjeż aktar baxxi tal-produzzjoni taċ-ċelluli u titjib akbar fil-prestazzjoni. Ħu t-teknoloġija mingħajr lugless bħala eżempju, id-disinn taċ-ċelluli 4680 idawwar il-kollettur kollu f'lugs, il-mogħdija konduttiva m'għadhiex dipendenti fuq il-lugs, u t-trażmissjoni kurrenti tinbidel minn trażmissjoni trasversali tul il-lugs għall-pjanċa tal-kollettur għal trasmissjoni lonġitudinali f' il-kollettur, li jnaqqas ir-reżistenza għal 2mΩ u l-konsum tar-reżistenza interna minn 2W għal 0.2W.

2.2 Proċess ta 'elettrodu niexef: prezz baxx meta mqabbel ma' proċess imxarrab tradizzjonali, il-qalba tinsab fil-formulazzjoni ta 'elettrodu u tagħmir ta' estrużjoni tal-film

It-teknoloġija ta 'l-elettrodu niexef ta' Maxwell hija adattata għall-kimika kurrenti tal-batterija tal-litju u materjali ta 'elettrodi ġodda avvanzati, l-ebda solvent ma jintuża fil-proċess tal-manifattura, u jista' jiġi estiż għall-produzzjoni roll-to-roll, u t-teknoloġija ewlenija hija formulazzjoni ta 'elettrodu u li jiffurmaw film tagħmir ta' estrużjoni.

(1) Skont il-karta "Teknoloġija tal-kisi tal-elettrodu niexef" minn Hieu Duong, Joon Shin & Yudi Yudi, it-teknoloġija tal-elettrodu niexef ta 'Maxwell tikkonsisti fi tliet passi: (i) taħlit ta' trab niexef, (ii) molding ta 'trab għal kisi irqiq, (iii) ) kisi rqiq u ġbir ta 'fluwidu ippressar, it-tliet passi huma ħielsa mis-solvent. Il-proċess ta 'elettrodu niexef ta' Maxwell huwa skalabbli għal kimiċi kurrenti tal-batteriji tal-jone tal-litju u materjali ġodda avvanzati ta 'elettrodi tal-batterija; speċifikament, il-proċess niexef proprjetarju ta 'Maxwell jintuża biex jitħallat it-trab biex jifforma taħlita finali ta' trab ta 'materjali attivi, legaturi u addittivi konduttivi, li huwa estruż u kalandrat biex jifforma It-taħlita ta' trab hija estruża u kalandjata biex tifforma niexef kontinwu u li jsostni lilhom infushom. -film ta ' l-elettrodu miksi li jistgħu wkoll jiġu mdawra f'rombli. Fl-aħħarnett, is-saff tal-elettrodu irqiq huwa ppressat flimkien mal-fluwidu tal-kollettur biex jifforma l-elettrodu tal-batterija.

(2) F'termini ta 'vantaġġi, skont il-karta "Teknoloġija tal-kisi tal-elettrodu niexef" minn Hieu Duong, Joon Shin & Yudi Yudi, il-proċess tal-elettrodu niexef Maxwell jista' jiġi applikat għal materjali tal-batterija klassiċi u avvanzati u jista 'jiġi estiż għal rukkell għal -produzzjoni tar-rukkell meta mqabbla ma 'elettrodi mxarrba tradizzjonali. (3) F'termini ta 'teknoloġija tal-qalba, skont Battery World Online, it-teknoloġija ewlenija tal-proċess tal-elettrodu niexef ta' Maxwell hija l-formulazzjoni tal-elettrodu u t-teknoloġija u t-tagħmir tal-estrużjoni li jiffurmaw il-film.

Barra minn hekk, elettrodi niexfa jistgħu jiġu realizzati b'diversi metodi bħal laser impulsed u depożizzjoni sputtering, li jeħtieġu proċess addizzjonali ta 'ttemprar tal-film meta mqabbla ma' proċessi ta 'elettrodu niexef u Maxwell. Skont il-karta "Manifattura ta 'Electrodes mingħajr Solvent għal Batteriji tal-jone tal-litju" minn Brandon Ludwig, Zhangfeng Zheng, Wan Shou, Yan Wang & Heng Pan, b'differenza mill-proċess ta' preparazzjoni ta 'elettrodu imxarrab, elettrodi niexfa jistgħu jiġu fabbrikati permezz ta' depożizzjoni bil-laser pulsata. Il-proċess tal-elettrodu niexef jista 'jinkiseb b'diversi metodi bħal depożitu bil-laser pulsat u sputtering, li ma jeħtieġx tnixxif, iżda jeħtieġ ittemprar ta' film irqiq addizzjonali minħabba t-temperatura għolja kkawżata minn depożizzjoni tal-laser pulsat. Il-proċess tal-preparazzjoni tal-elettrodu propost f'dan id-dokument huwa kif ġej.

(1) Proċess ta 'preparazzjoni ta' elettrodu imxarrab① Proċess tal-ikkastjar tal-pejst: L-elettrodi tal-batterija tal-litju huma magħmula billi jitfgħu pejst (li jkun fih materjal attiv f'solvent, karbonju konduttiv u binder) fuq kollettur tal-metall. L-iktar binder komuni huwa PVDF (imdewweb minn qabel fis-solvent NMP), u d-demel likwidu li jirriżulta huwa mħallat u mitfugħ fuq il-kollettur, li għandu jitnixxef biex jevapora s-solvent biex jipproduċi elettrodu poruż niexef. It-tnixxif jieħu żmien twil, tipikament 12-24 sigħat f'120gradC. Ukoll, minħabba li l-NMP jiswa ħafna flus u jikkontamina, trid tiġi installata sistema ta 'rkupru biex tirkupra l-NMP evaporat matul il-proċess tat-tnixxif (żieda ta' investiment kapitali sinifikanti).

Depożizzjoni ta 'sprej elettrostatiku bbażata fuq is-solvent: Materjal ta' l-elettrodu huwa applikat għall-kollettur bl-użu ta 'depożizzjoni ta' sprej elettrostatiku bbażata fuq solvent, jiġifieri, il-materjal depożitat huwa atomizzat f'żennuna u applikat fuq il-kollettur; elettrodi mibnija b'dan il-mod juru proprjetajiet simili għal elettrodi fonduti b'demel likwidu, bl-iżvantaġġ simili li jeħtieġu proċess ta 'tnixxif intensiv li jeħtieġ ukoll ħin u enerġija (sagħtejn f'400gradC). Il-batteriji tal-litju huma wkoll prodotti bl-użu tat-teknika tal-isprej, fejn kull assemblaġġ tal-elettrodu jiġi sprejjat fuq il-wiċċ mixtieq permezz ta 'kisja bbażata fuq NMP, li xorta teħtieġ l-evaporazzjoni tas-solvent.

(2) Proċess ta 'preparazzjoni ta' elettrodu niexef jinkiseb b'diversi metodi bħal laser pulsat u depożizzjoni sputtering. Id-depożizzjoni tal-lejżer pulsata tinkiseb billi tiffoka lejżer fuq mira li fiha l-materjal li għandu jiġi depożitat, u ladarba l-lejżer jolqot il-mira, il-materjal jifvaporizza u jiġi depożitat fuq il-kollettur; għalkemm ma jintuża l-ebda solvent, il-film depożitat għandu jiflaħ temperaturi ta' 650-800gradC, filwaqt li d-depożizzjoni tal-magnetron sputtering tista 'tnaqqas it-temperatura ta' ittemprar meħtieġa għal 350gradC. Dan il-metodu huwa rappreżentattiv tal-fabbrikazzjoni tal-elettrodu taċ-ċelluli niexfa, iżda r-rata ta 'depożizzjoni hija bil-mod u teħtieġ ittemprar b'temperatura għolja.

Il-proċess ta 'elettrodu niexef huwa inqas għali mill-proċess imxarrab tradizzjonali, prinċipalment f'termini ta' spiża tax-xogħol, investiment fit-tagħmir, u spazju tal-pjanti. Skont il-karta "Manifattura ta 'elettrodi mingħajr solvent għal batteriji tal-jone tal-litju" minn Brandon Ludwig, Zhangfeng Zheng, Wan Shou, Yan Wang & Heng Pan, pereżempju, Xenarju tad-Disinn tal-Batterija 1 Per eżempju, il-produzzjoni tal-elettrodu niexef hija 21.6% , 14.2%, u 13.1% inqas fix-xogħol dirett, l-ispiża tat-tagħmir, u l-erja tal-impjant, rispettivament, mill-produzzjoni ta 'elettrodu imxarrab, jekk wieħed jassumi li jiġu prodotti 100,000 ċellula fis-sena.

2.3 Teknoloġija Lugless (all-lug): tnaqqas ir-reżistenza interna tal-batterija, volum tal-iwweldjar bil-lejżer 'l fuq, rekwiżiti ta' preċiżjoni tat-tagħmir għoli

It-teknoloġija (tal-widna kollha) tista 'tnaqqas b'mod sinifikanti r-reżistenza u l-konsum tar-reżistenza interna tal-batterija. Skont il-karta ta 'Yulong Zhao "Power Battery 4680 Full Lug Technology Scan": 1) Batterija ċilindrika tradizzjonali: fojl tar-ram pożittiv u negattiv u dijaframma tal-fojl tal-aluminju huma f'munzelli u mdawrin, u wajer ta' gwida (lug) huwa wweldjat f'kull tarf tar-ram fojl u fojl tal-aluminju sabiex imexxi l-elettrodu. (2) batterija 4680: il-kollettur kollu jinbidel f'lug, il-mogħdija konduttiva m'għadhiex tiddependi fuq il-lug, il-kurrent jiġi trasferit mit-trasmissjoni trasversali tul il-lug għall-kollettur għat-trasmissjoni lonġitudinali tal-kollettur, il-konduttiv kollu it-tul jinbidel minn 800-1000mm tat-tul tal-fojl tar-ram 1860 jew 2170 għal It-tul konduttiv kollu jinbidel minn 800-1000mm ta 'tul tal-fojl tar-ram 1860 jew 2170 għal 80mm (għoli taċ-ċellula), li jnaqqas ir-reżistenza sa 2mΩ u l-konsum tar-reżistenza interna minn 2W sa 0.2W, ordni ta 'kobor aktar baxx.

Karatteristiċi tad-disinn strutturali: iż-żona ta 'kuntatt/konduzzjoni tal-lug f'tarf wieħed taċ-ċellula hija ugwali għal/akbar mill-kollettur. Skond il-privattiva "lugless" ta 'Tesla ċċitata min-numru pubbliku uffiċjali ta' GaoGong Lithium WeChat, tiddeskrivi mill-inqas elettrodu wieħed bħala muntatura tal-batterija mingħajr lugless, speċifikament: 1) Il-livell aktar baxx tal-qalba: it-tarf tal-kollettur jitħalla abjad u mhux miksi b'materjali pożittivi/negattivi, fejn il-parti tal-kollettur tista' tinftiehem bħala lug ġeneralizzata, Tesla Iċ-ċavetta għad-disinn "lugless" hija li ż-żona tal-konduzzjoni tal-lug hija eżattament l-istess bħall-kollettur, jew saħansitra ż-żona tal-kuntatt tal-lug u ż-żona tal-konduzzjoni huma akbar miż-żona tal-konduzzjoni tal-kollettur permezz tad-disinn tal-istruttura diversifikat tal-kopertura; 2) il-livell ta 'fuq tal-qalba: jekk jintuża biss elettrodu wieħed mingħajr soluzzjoni tal-lug, it-tarf ta' fuq għadu l-istess bħad-disinn tal-qalba 18650, 21700. Skont l-analiżi tal-privattiva, tarf wieħed biss tal-konnessjoni mingħajr lugless jista 'jikseb l-effett li jnaqqas ir-reżistenza interna b'5 darbiet.

(1) Proċess ta 'produzzjoni: Skont in-numru pubbliku uffiċjali ta' WeChat tan-Netwerk tal-Materjali tal-Karozzi, li huwa kkwotat fid-Dar tal-Karozzi, hemm żewġ proċessi ta 'produzzjoni għal lugs tal-induzzjoni, jiġifieri, l-ewwel qtugħ u mbagħad tkebbib, u l-ewwel tkebbib u mbagħad laser die- qtugħ, speċifikament:① L-ewwel qtugħ u mbagħad tkebbib: Permezz ta 'kalkolu preċiż, il-materjal jinqata' f'ħafna partijiet qabel l-istralċ. Meta l-istralċ jilħaq l-enerġija ssettjata minn qabel, isir l-iwweldjar. Tqattigħ bil-lejżer wara l-istralċ: il-materjal huwa mdawwar direttament irrispettivament mill-wisa 'u d-daqs, u t-tqattigħ bil-lejżer jitwettaq fuq il-materjal żejjed wara li jilħaq l-enerġija ssettjata minn qabel, li teħtieġ preċiżjoni għolja.

(2) Rekwiżiti ta 'tagħmir: Skont in-numru pubbliku uffiċjali WeChat tan-Netwerk tal-Materjali tal-Karozzi, li jiċċita l-informazzjoni ta' Auto House u GaoGong Lithium WeChat numru pubbliku, mill-perspettiva tat-tagħmir tal-produzzjoni, hemm bidliet kbar fi tliet aspetti taħt it-teknoloġija ta 'non -lug polari (lug polari kollha), speċifikament:① proċess ta 'kisi: il-forma mgħawġa ċerta tal-lug polari kollha tikkawża rekwiżiti ogħla għall-preċiżjoni tat-tagħmir, u l-ispazju abjad fuq iċ-ċirku ta' barra se jkun aktar u aktar mill-ispazju abjad fuq iċ-ċirku ta 'ġewwa;② tagħmir tat-tqattigħ: ir-rekwiżiti għall-proċess tal-qtugħ bil-lejżer huma ogħla. (2) tagħmir tat-tqattigħ: rekwiżiti ogħla għal proċess ta 'qtugħ bil-lejżer, u lakuni fis-saff tal-materjal tajbin minħabba truf tat-tqattigħ irregolari; (3) iwweldjar bil-lejżer: in-numru ta 'ġonot iwweldjati fl-iwweldjar fuq il-post bil-lejżer tal-lugs kollha jiżdied b'aktar minn ħames darbiet meta mqabbel ma' 21700. Speċifikament, skont il-proċess tal-iwweldjar, pereżempju, skond il-karta ta 'Zhao Yulong "Power Battery 4680 full Lug teknoloġija scan" kontenut, il-lug sħiħ u l-pjanċa tal-kollettur jew konnessjoni tal-qoxra, ir-rekwiżiti tat-teknoloġija tal-iwweldjar bil-lejżer huma ogħla, speċifikament, mill-welding tradizzjonali fuq il-post b'żewġ lug għall-iwweldjar sħiħ tal-wiċċ tal-lug, proċess tal-iwweldjar u volum tal-iwweldjar saru aktar, intensità tal-laser u t-tul fokali mhuwiex faċli biex tikkontrolla, faċli biex iwweldja permezz maħruqa għal ġewwa tal-qalba jew l-ebda iwweldjar;. Barra minn hekk, xi kumpaniji jipproponu li jużaw press-fit aktar milli privattivi tal-welding għall-kollettur attwali.

Nieħdu t-teknoloġija CTC ta 'Tesla bħala eżempju u nanalizzawha kif ġej: 1) B'differenza mill-pakkett tal-batterija 2170 li jikkonsisti f'erba' moduli, il-pakkett tal-batterija 4680 jadotta teknoloġija CTC u l-pakkett tal-batterija jaġixxi bħala l-pjanċa bażi tal-vettura. Skont il-websajt uffiċjali ta 'InsideEVs, mill-veduta trasversali tal-pakkett il-ġdid tal-batterija tal-istruttura Mudell Y muri fit-tour tal-fabbrika Giga Berlin f'Ottubru 2021, il-pakkett tal-batterija 4680 jelimina direttament id-disinn tal-modulu u jadotta teknoloġija CTC, li hija rranġata b'mod dens f' ix-chassis tal-vettura, jiġifieri l-qiegħ tal-Mudell Y mgħammar bil-pakkett tal-batterija 4680 huwa vojt u l-pakkett tal-batterija jaġixxi bħala l-qiegħ. Il-pakkett tal-batterija jservi bħala l-qiegħ. B'kuntrast, il-batterija 2170 fil-Mudell Y għandha erba 'moduli - żewġ moduli qosra u żewġ moduli twal. U l-kumpanija tal-litju aerospazjali tagħna hija bbażata wkoll fuq il-ħakma kbira tat-teknoloġija tal-batteriji ċilindriċi hija wkoll mexxej imbiegħed:http://www.optimum-china.com