Каковы зрелые технологии для литий-ионных аккумуляторов?

1. Полностью твердый ресурс2+
В настоящее время на рынке используются жидкие литий-ионные аккумуляторы, поэтому их еще называют жидкими литий-ионными аккумуляторами. Короче говоря, это полностью твердотельный литий-ионный аккумулятор. Все его компоненты твердые, а твердые электролиты заменяют жидкие электролиты и сепараторы традиционных литий-ионных аккумуляторов.
По сравнению с жидкими литий-ионными батареями твердотельные электролиты имеют следующие преимущества: они обладают очень хорошей безопасностью и термостойкостью и могут работать в течение длительного времени в диапазоне 60-120 градусов. Широкое электрохимическое окно, до 5 В, может сочетаться с высоковольтными материалами; только ионы лития, без электронов; имеет простую систему охлаждения и высокую плотность охлаждения; подходит для ультратонких и гибких батарей. Но очевидны и его недостатки: аккумулятор имеет низкую проводимость на единицу площади, низкую удельную мощность при комнатной температуре и высокую стоимость. Батареи большой емкости трудно реализовать в промышленном масштабе.
Плотность мощности, стабильность цикла, характеристики безопасности, характеристики при высоких и низких температурах и срок службы твердотельных литий-ионных аккумуляторов тесно связаны с характеристиками материала электролита. Твердые электролиты можно разделить на полимерные электролиты (обычно состоящие из ПЭО, LiTFSI и т. д.) и неорганические электролиты (например, оксиды и сульфиды). Технология полностью твердотельных аккумуляторов считается ключом к следующему развитию. По мере развития технологий все проблемы будут решены.

2. Батарея с высокой плотностью энергии из тройного материала.
С развитием технологии литий-ионных аккумуляторов с высокой плотностью энергии материалы тройных катодов привлекли всеобщее внимание. Тройные катодные материалы широко используются в области хранения энергии благодаря их высокой удельной емкости, хорошей стабильности цикла и низкой стоимости. Плотность энергии тройного катодного материала можно эффективно увеличить за счет увеличения напряжения батареи и содержания никелевого элемента в материале.
Теоретически тройные материалы имеют естественные преимущества при высоком напряжении: стандартное значение тройных катодных материалов составляет 4,35 В. При этом значении тройные материалы также могут поддерживать хорошую стабильность цикла. Когда зарядное напряжение увеличивается до 4,5 В, емкость симметричного материала (333, 442) может достигать 190, при этом производительность цикла также хорошая, в то время как производительность цикла (532) немного хуже; когда напряжение достигает 4,6 В, тройной материал начинает ухудшаться, а набухание становится более сильным. В настоящее время практическое применение тройных высоковольтных катодных материалов ограничивается высоковольтным электролитом.
By increasing the Ni content to increase the energy density of the ternary system, high Ni ternary systems are currently commonly used, that is, high Ni ternary systems with Ni mole fraction >0.6. Эта система имеет преимущества высокой удельной мощности и низкой стоимости, но имеет проблемы с хранением. У лития есть такие проблемы, как слабая емкость и плохая термическая стабильность. Поэтому его модификация — эффективный способ улучшить его производительность. Размер микронано и морфология являются важными факторами, определяющими характеристики тройных катодов с высоким содержанием никеля. Существующие исследования в основном позволяют получить сферические частицы небольшого размера и с высокой удельной поверхностью за счет равномерного диспергирования на поверхности электрода.