História de desenvolvimento de bateria de lítio
Após décadas de desenvolvimento, as baterias de lítio foram amplamente utilizadas e desenvolvidas vigorosamente. Agora, eles se tornaram um substituto para as fontes de energia tradicionais. Por qual tipo de processo de desenvolvimento as baterias de lítio passaram? Vamos dar uma olhada:
1. Na década de 1970, MS Whittingham da Exxon usou sulfeto de titânio como o material do cátodo e lítio metálico como o material do ânodo para fazer a primeira bateria de lítio.
2. Em 1980, J. Goodenough descobriu que o óxido de lítio-cobalto pode ser usado como um material catódico para baterias de íon-lítio.
3. Em 1982, RR Agarwal e JR Selman, do Illinois Institute of Technology, descobriram que os íons de lítio têm as características de grafite intercalada. Este processo é rápido e reversível. Ao mesmo tempo, os riscos de segurança das baterias de lítio feitas de metal lítio têm atraído muita atenção. Portanto, as pessoas têm tentado fazer baterias recarregáveis usando as características dos íons de lítio embutidos no grafite. O primeiro eletrodo de grafite de íon de lítio disponível foi testado com sucesso pela Bell Laboratories.
4. Em 1983, M. Thackeray, J. Goodenough e outros descobriram que o espinélio de manganês é um excelente material catódico, com baixo preço, estabilidade e excelente condutividade e condutividade de lítio. Sua temperatura de decomposição é alta e sua oxidação é muito inferior à do óxido de lítio-cobalto. Mesmo se houver um curto-circuito ou sobrecarga, pode evitar o perigo de combustão e explosão.
5. Em 1989, A. Manthiram e J. Goodenough descobriram que um eletrodo positivo com um ânion polimérico produziria uma voltagem mais alta.
6. Em 1991, a Sony lançou a primeira bateria comercial de íon-lítio. Posteriormente, as baterias de íon de lítio revolucionaram a face da eletrônica de consumo.
7. Em 1996, Padhi e Goodenough descobriram que os fosfatos com uma estrutura de olivina, como o fosfato de ferro-lítio (LiFePO4), são mais superiores do que os materiais catódicos tradicionais e, portanto, tornaram-se os materiais catódicos principais atuais.
Devido às propriedades químicas muito ativas do metal de lítio, o processamento, armazenamento e uso de metal de lítio têm requisitos ambientais muito elevados. Portanto, a produção de baterias de lítio deve ser realizada em condições ambientais especiais. No entanto, devido às muitas vantagens das baterias de lítio, as baterias de lítio são amplamente utilizadas em instrumentos eletrônicos, digitais e eletrodomésticos. No entanto, a maioria das baterias de lítio são baterias secundárias e também existem baterias descartáveis. Algumas baterias secundárias têm vida útil e segurança precárias.
Mais tarde, a Sony Corporation do Japão' s inventou uma bateria de lítio com material de carbono como eletrodo negativo e composto contendo lítio como eletrodo positivo. Durante o processo de carga e descarga, não há lítio metálico, apenas íons de lítio. Esta é uma bateria de íon de lítio. Quando a bateria está carregada, os íons de lítio são gerados no eletrodo positivo da bateria e os íons de lítio gerados movem-se para o eletrodo negativo através do eletrólito. O carbono como eletrodo negativo tem uma estrutura em camadas. Possui muitos microporos. Os íons de lítio que atingem o eletrodo negativo estão embutidos nos microporos da camada de carbono. Quanto mais íons de lítio forem inseridos, maior será a capacidade de carga. Da mesma forma, quando a bateria é descarregada (ou seja, o processo em que usamos a bateria), os íons de lítio embutidos na camada de carbono do eletrodo negativo são liberados e voltam para o eletrodo positivo. Quanto mais íons de lítio retornarem ao eletrodo positivo, maior será a capacidade de descarga. O que normalmente chamamos de capacidade da bateria refere-se à capacidade de descarga. Durante o processo de carga e descarga do íon de lítio, os íons de lítio estão em um estado de movimento do eletrodo positivo para o eletrodo negativo e para o positivo. As baterias de íon-lítio são como uma cadeira de balanço. As duas extremidades da cadeira de balanço são os dois pólos da bateria, e o íon de lítio corre para a frente e para trás na cadeira de balanço como um atleta. Portanto, as baterias de íon-lítio também são chamadas de baterias de cadeira de balanço.
Com o uso generalizado de produtos digitais, como telefones celulares, notebooks e outros produtos, as baterias de íon-lítio têm sido amplamente utilizadas em tais produtos com excelente desempenho e gradualmente se desenvolveram em outras aplicações de produtos nos últimos anos. Em 1998, o Tianjin Power Research Institute iniciou a produção comercial de baterias de íons de lítio. Tradicionalmente, as pessoas se referem às baterias de íon de lítio como baterias de lítio, mas esses dois tipos de baterias são diferentes. Agora, as baterias de íon de lítio se tornaram o mainstream.
De acordo com os dados da" China' s Relatório de Demanda de Mercado da Indústria de Baterias de Lítio e Relatório de Análise de Planejamento Estratégico de Investimento" ;, o problema pendente do lítio da China' A indústria de baterias é o investimento inabalável na cadeia industrial enquanto a competição desordenada se intensifica, a demanda downstream continua a enfraquecer e a indústria está lutando para avançar na China. O caminho de desenvolvimento da indústria de baterias de lítio é basicamente um crescimento e formação de base. As empresas são basicamente uma única operação comercial. As características são: resistência limitada, pequena escala, alta pressão de sobrevivência e difícil desenvolvimento sustentável. No entanto, devido ao vasto espaço de mercado para novos veículos de energia e ao apoio contínuo às políticas governamentais, o investimento na cadeia da indústria de baterias de lítio da China' não diminuiu e a competição desordenada na indústria se intensificou.
O link de manufatura low-end tem séria sobrecapacidade, e o link de high-end tem investimento insuficiente, e o preço das matérias-primas da bateria de lítio continuou a cair. Do caminho de desenvolvimento industrial, baseado no campo de eletrônicos de consumo, é um caminho normal de desenvolvimento usar baterias de lítio pequenas e médias, como ferramentas elétricas e bicicletas elétricas, como oportunidades de desenvolvimento, e depois para baterias híbridas e finalmente para baterias elétricas puras. Atualmente, as ferramentas elétricas e as bicicletas elétricas ainda são dominadas por baterias de níquel-cádmio e chumbo-ácido, e a aplicação de baterias de lítio está se desenvolvendo lentamente; a principal tecnologia híbrida está no exterior e os produtos de carros híbridos são principalmente de marcas estrangeiras. Do ponto de vista do apoio nacional, mais Tilt mais para veículos elétricos puros. No entanto, como os materiais e tecnologias elétricos puros ainda estão longe de serem aplicados em larga escala, a demanda é insuficiente e a cadeia da indústria de baterias de lítio está enfrentando uma situação embaraçosa de investimento contínuo, mas demanda fraca.
Embora a estrada seja tortuosa, as perspectivas ainda são boas. Os materiais domésticos de bateria upstream já saíram do período de introdução e entraram em um período de rápido crescimento. Atualmente, surgiram várias empresas de materiais com níveis avançados internacionais. Essas empresas se concentram no desenvolvimento de tecnologia central e colaboram com elas para desenvolver produtos em conjunto para as diferentes necessidades dos clientes downstream. Por meio de sua forte capacidade de desenvolvimento técnico e recursos de atendimento ao cliente, ela conquistou o reconhecimento do cliente e entrou continuamente no sistema de cadeia de suprimentos dos principais fabricantes de baterias. Aumente ainda mais sua própria força por meio de colaboração e cooperação e alcance um círculo virtuoso.
Com o rápido avanço da tecnologia de núcleo e o aumento contínuo da participação de mercado entre uma série de gigantes de materiais domésticos, os fortes permanecerão fortes. Este é o nosso foco. Do ponto de vista do midstream Cell e do downstream Pack, muitos dispositivos de consumo importantes atualmente escolhem a China como sua base de montagem. Isso também permitiu que as células e montadoras de baterias japonesas e coreanas também se instalassem na China, e a capacidade de produção dos fabricantes nacionais também está se desenvolvendo rapidamente. No segmento de células intermediárias, a fim de lidar com a queda gradual nos preços dos produtos, mais e mais fabricantes estão cortando na montagem e processamento de baterias, incluindo Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD, etc., especialmente em baterias quadradas e baterias de polímero, que estão totalmente ocupadas. A função de fornecimento do conjunto de células de bateria. Como a maioria das baterias prismáticas é usada em produtos de telefonia móvel, quase todas são montadas por fábricas de células de bateria. Quase todas as células individuais de baterias de polímero são totalmente montadas pelas fábricas de células de bateria de forma independente. Apenas as aplicações de múltiplas séries e paralelas serão montadas e processadas pela fábrica de montagem. Midstream Cell e downstream Pack evoluíram gradualmente de um relacionamento puramente upstream-downstream para um relacionamento cooperativo e competitivo. A relação entre a competição aumentará gradualmente no futuro.
