Conoscenza
realtà virtuale

Cosa sono le batterie agli ioni di litio?

aprile 26, 2023

1. Cosa sono le batterie agli ioni di litio?

Una batteria è una fonte di energia elettrica costituita da uno o più celle elettrochimiche con connessioni esterne per l'alimentazione di dispositivi elettrici. Una batteria agli ioni di litio o agli ioni di litio è un tipo di batteria ricaricabile che utilizza il riduzione reversibile degli ioni di litio per immagazzinare energia ed è famoso il loro massimo densita 'energia.


2. La struttura delle batterie agli ioni di litio

Generalmente la maggior parte delle batterie agli ioni di litio commerciali utilizza composti di intercalazione come materiali attivi. In genere sono costituiti da diversi strati di materiali che sono disposti in un ordine specifico per facilitare il processo elettrochimico che consente alla batteria di immagazzinare e rilasciare energia - anodo, catodo, elettrolita, separatore e collettore di corrente.


Cos'è l'anodo?

Come componente della batteria, l'anodo svolge un ruolo importante nella capacità, prestazioni e durata della batteria. Durante la ricarica, l'anodo di grafite è responsabile dell'accettazione e della conservazione degli ioni di litio. Quando la batteria è scaricati, gli ioni di litio si spostano dall'anodo al catodo in modo che an si crea corrente elettrica. Generalmente l'anodo commercialmente più comune è la grafite, che nel suo stato completamente litiato di LiC6 è correlata a un massimo capacità di 1339 C/g (372 mAh/g). Ma con lo sviluppo di tecnologie, nuove materiali come il silicio sono stati studiati per migliorare le densità di energia per batterie agli ioni di litio.


Cos'è il catodo?

Il catodo funziona per accettare e rilasciare ioni di litio caricati positivamente durante cicli attuali. Di solito consiste in una struttura a strati di un ossido a strati (come l'ossido di cobalto di litio), un polianione (come il fosfato di ferro di litio) o uno spinello (come l'ossido di manganese di litio) rivestito su un collettore di carica (di solito in alluminio).


Cos'è l'elettrolito?

Come sale di litio in un solvente organico, l'elettrolita funge da mezzo affinché gli ioni di litio si muovano tra l'anodo e il catodo durante la carica e scarico.


Cos'è il separatore?

Come una membrana sottile o uno strato di materiale non conduttivo, il separatore funziona impedire l'anodo (elettrodo negativo) e il catodo (elettrodo positivo). cortocircuito, poiché questo strato è permeabile agli ioni di litio ma non agli elettroni. Esso può anche garantire il flusso costante di ioni tra gli elettrodi durante la carica e scarico. Pertanto, la batteria può mantenere una tensione stabile e ridurla il rischio di surriscaldamento, combustione o esplosione.


Cos'è il collezionista attuale?

Il collettore di corrente è progettato per raccogliere la corrente prodotta dal elettrodi della batteria e lo trasporta al circuito esterno, che è importante per garantire prestazioni ottimali e longevità della batteria. E di solito è tipicamente costituito da un sottile foglio di alluminio o rame.



3. La storia dello sviluppo delle batterie agli ioni di litio

La ricerca sulle batterie ricaricabili agli ioni di litio risale agli anni '60, una delle i primi esempi sono una batteria CuF2/Li sviluppata dalla NASA nel 1965. E la crisi petrolifera colpito il mondo negli anni '70, i ricercatori hanno rivolto la loro attenzione all'alternativa fonti di energia, quindi la svolta che ha prodotto la prima forma di la moderna batteria agli ioni di litio è stata realizzata per la leggerezza e l'elevata energia densità delle batterie agli ioni di litio. Allo stesso tempo, Stanley Whittingham di Exxon scoprì che gli ioni di litio potevano essere inseriti in materiali come il TiS2 to creare una batteria ricaricabile. 


Quindi ha provato a commercializzare questa batteria ma fallito a causa del costo elevato e della presenza di litio metallico nelle celle. Nel 1980 si scoprì che nuovo materiale offriva una tensione più elevata ed era molto di più stabile in aria, che in seguito sarebbe stata utilizzata nella prima batteria commerciale agli ioni di litio, anche se, da solo, non ha risolto il problema persistente di infiammabilità. Lo stesso anno, Rachid Yazami ha inventato la grafite di litio elettrodo (anodo). E poi, nel 1991, la prima batteria ricaricabile al mondo agli ioni di litio le batterie hanno iniziato ad entrare nel mercato. 


Negli anni 2000, la domanda di ioni di litio le batterie sono aumentate man mano che i dispositivi elettronici portatili sono diventati popolari, il che guida batterie agli ioni di litio per essere più sicure e durevoli. Lo erano i veicoli elettrici introdotto nel 2010, che ha creato un nuovo mercato per le batterie agli ioni di litio. IL sviluppo di nuovi processi e materiali di fabbricazione, come gli anodi di silicio ed elettroliti allo stato solido, ha continuato a migliorare le prestazioni e la sicurezza di batterie agli ioni di litio. Al giorno d'oggi, le batterie agli ioni di litio sono diventate essenziali la nostra vita quotidiana, quindi la ricerca e lo sviluppo di nuovi materiali e tecnologie sono in corso per migliorare le prestazioni, l'efficienza e la sicurezza di queste batterie.



4. I tipi di batterie agli ioni di litio

Le batterie agli ioni di litio sono disponibili in una varietà di forme e dimensioni, e non tutte sono resi uguali. Normalmente ci sono cinque tipi di batterie agli ioni di litio.


l Ossido di cobalto di litio

Le batterie all'ossido di litio e cobalto sono prodotte da carbonato di litio e cobalto e sono anche conosciute come batterie al cobalto di litio o cobalto agli ioni di litio. Hanno un catodo di ossido di cobalto e un anodo di carbonio di grafite e ioni di litio migrare dall'anodo al catodo durante la scarica, con l'inversione del flusso quando la batteria è carica. Per quanto riguarda la sua applicazione, sono utilizzati in portatile dispositivi elettronici, veicoli elettrici e sistemi di accumulo di energia rinnovabile a causa della loro alta energia specifica, basso tasso di autoscarica, alto funzionamento tensione e ampio intervallo di temperature. Ma prestare attenzione ai problemi di sicurezza in relazione al potenziale di fuga termica e instabilità in alto temperature.


l Ossido di manganese di litio

L'ossido di litio e manganese (LiMn2O4) è un materiale catodico comunemente usato nelle batterie agli ioni di litio. La tecnologia per questo tipo di batteria era inizialmente scoperto negli anni '80, con la prima pubblicazione su Materials Research Bollettino nel 1983. Uno dei vantaggi di LiMn2O4 è che ha una buona termica stabilità, il che significa che è meno probabile che si verifichi una fuga termica, che sono anche più sicure di altri tipi di batterie agli ioni di litio. Inoltre, il manganese lo è abbondante e ampiamente disponibile, il che lo rende un'opzione più sostenibile rispetto ai materiali catodici che contengono risorse limitate come il cobalto. Di conseguenza, si trovano frequentemente in apparecchiature e dispositivi medici, utensili elettrici, elettrici motocicli e altre applicazioni. Nonostante i suoi vantaggi, LiMn2O4 è più povero stabilità ciclica rispetto a LiCoO2, il che significa che potrebbe richiedere di più sostituzione frequente, quindi potrebbe non essere adatto per l'accumulo di energia a lungo termine sistemi.


l Litio ferro fosfato (LFP)

Il fosfato è spesso usato come catodo nelle batterie al litio ferro fosfato note come batterie ai fosfati di litio. La loro bassa resistenza ha migliorato la loro termica stabilità e sicurezza. Sono anche famosi per la durata e un lungo ciclo di vita, che li rendono l'opzione più conveniente rispetto ad altri tipi di ioni di litio batterie. Di conseguenza, queste batterie sono spesso utilizzate nelle biciclette elettriche e altre applicazioni che richiedono un lungo ciclo di vita e alti livelli di sicurezza. Ma i suoi svantaggi rendono difficile lo sviluppo rapido. In primo luogo, rispetto a altri tipi di batterie agli ioni di litio, costano di più perché usano rare e materie prime costose. Inoltre, le batterie al litio ferro fosfato hanno a tensione operativa inferiore, il che significa che potrebbero non essere adatti per alcuni applicazioni che richiedono una tensione più elevata. Il suo tempo di ricarica più lungo lo rende un svantaggio nelle applicazioni che richiedono una ricarica rapida.


l Litio Nichel Manganese Cobalto Ossido (NMC)

Batterie al litio nichel manganese ossido di cobalto, spesso note come NMC batterie, sono costruite con una varietà di materiali che sono universali in batterie agli ioni di litio. Un catodo costruito con una miscela di nichel, manganese e il cobalto è incluso. La sua elevata densità energetica, le buone prestazioni ciclistiche e a la lunga durata lo ha reso la prima scelta nei veicoli elettrici, stoccaggio in rete sistemi e altre applicazioni ad alte prestazioni, che ha ulteriormente contribuito alla crescente popolarità dei veicoli elettrici e dei sistemi di energia rinnovabile. A aumentare la capacità, vengono utilizzati nuovi elettroliti e additivi per consentirlo carica a 4,4 V/cella e oltre. 


Da allora c'è una tendenza verso gli ioni di litio miscelati con NMC il sistema è economico e fornisce buone prestazioni. Nichel, manganese, e il cobalto sono tre materiali attivi che possono essere facilmente combinati per adattarsi a una vasta gamma gamma di applicazioni automotive e sistemi di accumulo di energia (EES) che richiedono ciclismo frequente. Da cui possiamo vedere che la famiglia NMC sta diventando sempre di più diversi Tuttavia, i suoi effetti collaterali di fuga termica, rischi di incendio e ambientali preoccupazioni possono ostacolarne l'ulteriore sviluppo.


ltitanato di litio

Il titanato di litio, spesso noto come li-titanato, è un tipo di batteria che ha a crescente numero di utilizzi. Grazie alla sua nanotecnologia superiore, è in grado di farlo caricare e scaricare rapidamente mantenendo una tensione stabile, il che lo rende adatto per applicazioni ad alta potenza come veicoli elettrici, commerciali e sistemi di accumulo di energia industriale e stoccaggio a livello di rete. 


Insieme al suo sicurezza e affidabilità, queste batterie potrebbero essere utilizzate per scopi militari e aerospaziali applicazioni, oltre a immagazzinare energia eolica e solare e costruire in modo intelligente griglie. Inoltre, secondo Battery Space, queste batterie potrebbero esserlo impiegati nei backup critici per il sistema di alimentazione. Tuttavia, titanato di litio le batterie tendono ad essere più costose rispetto alle tradizionali batterie agli ioni di litio a causa al complesso processo di fabbricazione necessario per produrli.



5. Le tendenze di sviluppo delle batterie agli ioni di litio

La crescita globale degli impianti di energia rinnovabile è aumentata produzione di energia intermittente, creando una rete squilibrata. Questo ha portato ad un domanda di batterie.mentre l'attenzione si concentra su zero emissioni di carbonio e la necessità di muoversi via dai combustibili fossili, vale a dire il carbone, per la produzione di energia richiede di più governi per incentivare gli impianti solari ed eolici. Questi le installazioni si prestano a sistemi di accumulo di batterie che immagazzinano l'energia in eccesso generato. 


Pertanto, incentivi governativi per incentivare la batteria agli ioni di litio le installazioni guidano anche lo sviluppo delle batterie agli ioni di litio. Per esempio, la dimensione globale del mercato delle batterie agli ioni di litio NMC dovrebbe crescere da US $ milioni nel 2022 a milioni di dollari nel 2029; si prevede che cresca a un CAGR del % dal 2023 al 2029. E le crescenti esigenze di applicazioni impegnative pesanti carichi è previsto per rendere le batterie agli ioni di litio di 3000-10000 le più veloci segmento in crescita durante il periodo di previsione (2022-2030).



6. L'analisi dell'investimento delle batterie agli ioni di litio

Si prevede che l'industria del mercato delle batterie agli ioni di litio crescerà da 51,16 USD miliardi nel 2022 a 118,15 miliardi di dollari entro il 2030, con un tasso annuo composto tasso di crescita del 4,72% durante il periodo di previsione (2022-2030), da cui dipende diversi fattori.


l Analisi dell'utente finale

Le installazioni nel settore delle utility sono fattori chiave per lo stoccaggio dell'energia delle batterie sistemi (BESS). Questo segmento dovrebbe crescere da $ 2,25 miliardi nel 2021 a $ 5,99 miliardi nel 2030 a un CAGR dell'11,5%. Le batterie agli ioni di litio mostrano un aumento del 34,4% CAGR a causa della loro bassa base di crescita. Stoccaggio di energia residenziale e commerciale i segmenti sono altre aree con un grande potenziale di mercato di 5,51 miliardi di dollari nel 2030, da $ 1,68 miliardi nel 2021. Il settore industriale continua la sua marcia verso zero emissioni di carbonio, con le aziende che si impegnano a zero nei prossimi due decenni. Le società di telecomunicazioni e data center sono in prima linea nella riduzione emissioni di carbonio con una maggiore attenzione alle fonti energetiche rinnovabili. Tutto di cui promuoverà il rapido sviluppo di batterie agli ioni di litio come le aziende trovano modi per garantire un backup affidabile e il bilanciamento della rete.


l Analisi del tipo di prodotto

A causa del prezzo elevato del cobalto, la batteria senza cobalto è una delle migliori tendenze di sviluppo delle batterie agli ioni di litio. LiNi0.5Mn1.5O4 ad alta tensione (LNMO) con un'elevata densità di energia teorica è uno dei più promettenti Co-free materiali catodici nell'ulteriore. Inoltre, i risultati sperimentali lo hanno dimostrato le prestazioni di ciclismo e velocità C della batteria LNMO sono migliorate utilizzando il elettrolita semisolido. Questo può essere proposto di cui è capace il COF anionico assorbendo fortemente Mn3+/Mn2+ e Ni2+ attraverso l'interazione di Coulomb, limitando la loro migrazione distruttiva verso l'anodo. Pertanto, questo lavoro lo farà essere vantaggioso per la commercializzazione del materiale catodico LNMO.


l Analisi regionale

L'Asia-Pacifico sarà il più grande mercato di batterie stazionarie agli ioni di litio 2030, guidato da servizi di pubblica utilità e industrie. Supererà il Nord America e Europa con un mercato di 7,07 miliardi di dollari nel 2030, in crescita da 1,24 miliardi di dollari nel 2030 2021 a un CAGR del 21,3%. Il Nord America e l'Europa saranno i secondi più grandi mercati a causa dei loro obiettivi di decarbonizzare le loro economie e la rete nel prossimo due decadi. LATAM vedrà il tasso di crescita più elevato con un CAGR del 21,4% perché delle sue dimensioni più piccole e base bassa.



7. Cose da considerare per batterie agli ioni di litio di alta qualità

Quando si acquista un inverter solare ottico, non solo il prezzo e la qualità devono essere considerato, dovrebbero essere tenuti presenti anche altri fattori.


l Densità energetica

La densità di energia è la quantità di energia immagazzinata per unità di volume. Più alto la densità di energia con meno peso e dimensioni è più estesa tra la ricarica cicli.


l Sicurezza

La sicurezza è un altro aspetto critico delle batterie agli ioni di litio sin dalle esplosioni e gli incendi che possono verificarsi durante la carica o la scarica, quindi è necessario scegliere batterie con meccanismi di sicurezza migliorati, come i sensori di temperatura e sostanze inibitorie.


l Tipo

Una delle ultime tendenze nel settore delle batterie agli ioni di litio è il sviluppo di batterie a stato solido, che offre una serie di vantaggi come maggiore densità energetica e un ciclo di vita più lungo. Ad esempio, l'uso di le batterie a stato solido nelle auto elettriche aumenteranno notevolmente la loro autonomia capacità e sicurezza.

l Velocità di ricarica

La velocità di ricarica dipende dalla velocità con cui la batteria viene caricata in modo sicuro. A volte la batteria impiega molto tempo a caricarsi prima di poter essere utilizzata.

l Durata della vita

Nessuna batteria funziona per tutta la vita ma ha una data di scadenza. Controlla la scadenza data prima di effettuare l'acquisto. Le batterie agli ioni di litio hanno un intrinseco più lungo vita a causa della sua chimica, ma ogni batteria differisce l'una dall'altra a seconda il tipo, le specifiche e il modo in cui sono realizzati. Le batterie di alta qualità lo farannodurano più a lungo poiché sono realizzati con materiali pregiati all'interno.


Informazioni di base
  • Anno stabilito
    --
  • tipo di affari
    --
  • Paese / regione
    --
  • Industria principale
    --
  • Prodotti Principali
    --
  • Persona giuridica aziendale
    --
  • Dipendenti totali
    --
  • Valore di uscita annuale
    --
  • Mercato delle esportazioni
    --
  • Clienti collaborati
    --
Chat with Us

Invia la tua richiesta

Scegli una lingua diversa
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Lingua corrente:italiano