Ve Velké vlně globální transformace energie prochází technologie skladování energie jako klíčové podpory bezprecedentní změny a vývoj. Lithiové baterie s jejich vynikajícím výkonem se staly páteří aktuálního pole pro skladování energie. Kontinuální technologická inovace vstříkla novou vitalitu do aplikace lithiových baterií v oblasti skladování energie a uvedla v nové éře skladování energie.
Nové materiály vedou skok ve výkonu
Vysoký nikl pozitivní elektroda zvyšuje hustotu energie
Hustota energie lithiových baterií byla pro vědce vždy zaměřena. V posledních letech byly ve výzkumu a vývoji katodových materiálů s vysokým niklem provedeny významné průlomy. V tradičních bateriových materiálech s katodovými bateriemi z lithium baterie určují výkon baterie. S rozvojem technologie se zvýšení obsahu niklu stalo klíčovou cestou ke zlepšení hustoty energie. Vznik ternárních materiálů s vysokým niklem (jako je NCM811, NCA atd.) Významně zvýšil specifickou kapacitu baterií. Jako příklad bere NCM811, jeho obsah niklu je až 80%. Ve srovnání s materiály s nízkým niklem může poskytnout platformu vyššího napětí, která výrazně zlepšuje energetickou hustotu lithiových baterií. Hustota energie některých produktů překročila 300WH\/kg. To znamená, že se stejným objemem a hmotností mohou lithiové baterie ukládat více elektrické energie a položit pevný základ pro miniaturizaci a efektivní rozvoj systémů skladování energie. Například v některých distribuovaných projektech skladování energie, které vyžadují přísné požadavky na prostor a hmotnost, mohou systémy skladování baterií lithiové baterie využívající vysoce nikl pozitivní elektrodové materiály ukládat dostatečnou elektřinu v omezeném prostoru, aby vyhovovaly potřebám elektřiny uživatelů.
Rozšíření výkonové hranice negativních elektrodových materiálů na bázi křemíku
V oblasti negativních elektrodových materiálů se materiály na bázi křemíku v posledních letech staly výzkumným hotspotem kvůli jejich ultra vysoké teoretické specifické kapacitě (až 4200 mAH\/G, mnohem vyšší než 372 mAH\/G tradičních grafitových negativních elektrod). Materiály na bázi křemíku však podléhají rozšiřování závažného objemu (až 300% -400%) během procesů nabití a vypouštění, což vede k poškození struktury elektrody a zkrácené životnosti cyklu. K vyřešení tohoto problému vědci upravili materiály na bázi křemíku prostřednictvím technik, jako je nanotechnologie a kompozity. Například kombinace nanočástic křemíku s uhlíkovými materiály za vzniku jádra nebo porézních struktur může nejen vyrovnat změny objemu křemíku během procesů nabití a vypouštění, ale také zlepšit vodivost materiálu. Prostřednictvím těchto technologických vylepšení se aplikace negativních elektrodových materiálů na bázi křemíku v lithiových bateriích postupně zraje. Lithiové baterie pomocí negativních elektrodových materiálů na bázi křemíku mohou nejen významně zvýšit hustotu energie baterie, ale do určité míry také zlepšit výkon rychlého nabíjení baterie. Očekává se, že negativní elektrodové materiály na bázi křemíku budou v příštích několika letech široce používány ve středních až špičkových lithiových bateriích, což dále rozšíří hranici výkonu lithiových baterií v poli skladování energie.
Optimalizace struktury baterie pro zvýšení komplexního výkonu
Skládaná struktura zlepšuje výkon baterie
Tradiční lithiové baterie často přijímají strukturu rány, která má vysokou účinnost výroby, ale existují určitá omezení, pokud jde o konzistenci baterie, bezpečnost a životnost cyklu. Laminovaná struktura, jako nový typ konstrukce struktury baterie, v posledních letech věnovala rostoucí pozornost. Skládaná struktura může účinně snížit vnitřní odolnost baterie a zlepšit účinnost nabíjení a vypouštění postupným stohováním pozitivních a negativních elektrodových desek a separátoru a poté je zapouzdřením. Mezitím se díky lepší kontrole velikosti a polohy elektrodových listů během procesu stohování výrazně zlepšuje konzistence baterie. Pokud jde o bezpečnost, laminovaná struktura může během nabíjení a vybíjení snížit jev přehřátí baterií a snížit riziko tepelného útěku. Kromě toho naskládaná struktura baterií také dobře funguje, pokud jde o životnost cyklu a splňuje požadavky systémů skladování energie pro dlouhou životnost baterie. V současné době začaly přijímat některé špičkové produkty pro lithiové baterie na špičkové úrovni. Očekává se, že s nepřetržitým zralostí technologie a snížením nákladů budou laminované struktury široce používány v oblasti lithiových baterií pro skladování energie.
Integrované obaly zvyšuje spolehlivost baterie
Technologie obalu baterií je také zásadní pro jejich výkon a spolehlivost. Tradiční metoda balení pro lithiové baterie má problémy, jako je špatná výkonnost těsnění a náchylnost k vnějším vlivům životního prostředí. K řešení těchto problémů se objevila integrovaná technologie balení. Integrovaná technologie balení přijímá plně formovanou skořepinu, která zcela utěsňuje pozitivní a negativní elektrody, elektrolyt, separátor a další komponenty baterie v uzavřeném prostoru, což účinně zabrání úniku elektrolytu a invazi vnějších nečistot. Současně může integrovaná struktura balení lépe odolávat změnám vnitřního tlaku baterie během nabíjení a vypouštění, což zvyšuje bezpečnost a spolehlivost baterie. Integrované balení může navíc snížit celkovou hmotnost a objem baterie a zlepšit hustotu energie baterie. V některých projektech venkovního skladování energie se může využití integrovaných zabalených systémů pro skladování energie baterií lépe přizpůsobit tvrdému přírodnímu prostředí a zajistit stabilní provoz systému skladování energie.
Upgradování výrobních procesů podporuje průmyslový rozvoj
Inteligentní výroba zvyšuje účinnost a kvalitu výroby
S postupem průmyslu 4. 0 se aplikace inteligentní výrobní technologie v oblasti výroby lithiových baterií stále více zvyšuje. Inteligentní výroba dosáhla inteligentní a automatizované kontroly procesu výroby baterií lithium zavedením pokročilých technologií, jako jsou automatizační zařízení, roboti a umělá inteligence. V procesu výroby bateriových buněk může automatizované povlakové zařízení přesně ovládat tloušťku povlaku a uniformitu kalu elektrody, což zlepšuje kvalitu elektrodových listů; Roboti mohou dosáhnout vysoce přesného provozu během procesu montáže bateriových článků, snížit manuální chyby, zlepšit účinnost výroby a konzistenci produktu. V procesu modulu baterie a sestavení systému může inteligentní výrobní technologie dosáhnout automatizovaného distribuce materiálu, sestavení modulů a testování systému, což výrazně zkrátí výrobní cyklus a zlepšení efektivity výroby. Současně prostřednictvím analýzy velkých dat a algoritmů umělé inteligence mohou inteligentní výrobní systémy monitorovat různé parametry ve výrobním procesu v reálném čase, objevovat a řešit problémy v výrobním procesu včas a zlepšit kvalitu a výnos produktu. Například vůdci v oboru, jako je CATL, významně zlepšili účinnost výroby a kvalitu lithiových baterií budováním inteligentních továren a podporovali rozvoj celého průmyslu lithiových baterií.
Zelená výroba dosahuje udržitelného rozvoje
Na pozadí globální obhajoby pro vývoj zelené se stala ekologizace procesů výroby lithiových baterií také důležitým trendem v rozvoji průmyslu. Zelená výroba vyžaduje minimalizaci spotřeby energie a emisí znečišťujících látek ve výrobním procesu lithiových baterií a dosažení recyklace zdrojů. V procesu zadávání zakázek na suroviny věnují podniky větší pozornost udržitelnosti a environmentální přívětivosti surovin a dávají přednost výběru surovin vyráběných pomocí zelených a ekologických procesů. Během výrobního procesu jsou přijata opatření, jako je optimalizace výrobního procesu a přijetí zařízení na úsporu energie, aby se snížila spotřeba energie. Například přijetí nových technologií sušení a procesu tepelného zpracování může snížit spotřebu energie a zároveň zajistit kvalitu produktu. Pokud jde o léčbu znečišťujících látek, podniky zvýšily své úsilí o kontrolu znečišťujících látek, jako jsou výfukové plyny, odpadní voda a zbytky odpadu, a přijaly pokročilé technologie kontroly znečištění k dosažení standardních emisí znečišťujících látek. Současně některé podniky aktivně provádějí recyklaci a využití odpadních lithiových baterií. Prostřednictvím efektivních recyklačních technologií mohou být cenné kovy, jako je lithium, kobalt a nikl v lithiových bateriích, recyklovány a znovu používány, což snižuje závislost na nových zdrojích, snižování znečištění životního prostředí a vytváření udržitelného modelu průmyslového rozvoje.