Naon Batré Litium Ion

1 Naon Batré Litium Ion?

Batré nyaéta sumber daya listrik anu diwangun ku hiji atawa leuwih sél éléktrokimia kalayan sambungan éksternal pikeun ngadayakeun alat-alat listrik Batré litium-ion atanapi Li-ion mangrupikeun jinis batré anu tiasa dicas deui anu ngagunakeun réduksi ion litium anu tiasa dibalikkeun pikeun nyimpen énergi sareng kasohor dénsitas énergi anu luhur.

2 Struktur Batré Litium Ion

Umumna lolobana Batré Li-ion komérsial ngagunakeun sanyawa interkalasi salaku bahan aktip. Aranjeunna biasana diwangun ku sababaraha lapisan bahan anu disusun dina urutan anu khusus pikeun ngagampangkeun prosés éléktrokimia anu ngamungkinkeun batré nyimpen sareng ngaleupaskeun énergi - anoda, katoda, éléktrolit, pemisah sareng kolektor arus.

Naon anoda?

Salaku komponén batré, anoda maénkeun peran penting dina kapasitas, kinerja, jeung durability batré. Nalika ngecas, anoda grafit tanggung jawab pikeun nampi sareng nyimpen ion litium. Nalika batréna discharged, ion litium pindah ti anoda ka katoda sahingga hiji arus listrik dijieun. Umumna anoda anu paling umum dianggo sacara komersil nyaéta grafit, anu dina kaayaan lithiated pinuh LiC6 pakait sareng kapasitas maksimal 1339 C / g (372 mAh / g) Tapi kalayan ngembangkeun téknologi, bahan anyar sapertos silikon parantos ditaliti pikeun ningkatkeun kapadetan énergi pikeun batré litium-ion.

Naon katoda?

Katoda dianggo pikeun nampa sareng ngaleupaskeun ion litium anu muatanana positip salami siklus ayeuna. Biasana diwangun ku struktur berlapis oksida berlapis (sapertos litium kobalt oksida), polianion (sapertos litium fosfat beusi) atanapi spinel (sapertos litium mangan oksida) dilapis dina kolektor muatan (biasana didamel tina aluminium). 

Naon éléktrolit?

Salaku uyah litium dina pangleyur organik, éléktrolit fungsina salaku medium pikeun ion litium pindah antara anoda jeung katoda salila ngecas na discharging.

Naon separator?

Salaku mémbran ipis atawa lapisan bahan non-konduktif, separator jalan pikeun nyegah anoda (éléktroda négatip) jeung katoda (éléktroda positif) tina shorting, sabab lapisan ieu permeabel ka ion litium tapi teu éléktron. Ogé bisa mastikeun aliran ajeg ion antara éléktroda salila ngecas na discharging. Ku alatan éta, batréna bisa ngajaga tegangan stabil sarta ngurangan résiko overheating, durukan atawa ledakan.

Naon kolektor ayeuna?

Kolektor ayeuna dirancang pikeun ngumpulkeun arus anu dihasilkeun ku éléktroda batré sareng ngangkut ka sirkuit éksternal, anu penting pikeun mastikeun kinerja optimal sareng umur panjang batré. Sarta biasana eta ilaharna dijieun tina lambaran ipis aluminium atawa tambaga.

3 Sajarah Pangwangunan Batré Litium Ion

Panaliti ngeunaan batré Li-ion anu tiasa dicas deui dugi ka taun 1960-an, salah sahiji conto pangheulana nyaéta batré CuF2/Li anu dikembangkeun ku NASA di 1965 Jeung krisis minyak narajang dunya taun 1970-an, panalungtik ngancik perhatian maranéhanana ka sumber énérgi alternatif, jadi narabas nu ngahasilkeun formulir pangheubeulna ngeunaan batré Li-ion modern dijieun alatan beurat hampang jeung dénsitas énergi luhur batré ion litium. Dina waktos anu sami, Stanley Whittingham ti Exxon mendakan yén ion litium tiasa diselapkeun kana bahan sapertos TiS2 pikeun nyiptakeun batré anu tiasa dicas deui. 

Ku kituna manéhna nyoba commercialize batré ieu tapi gagal alatan biaya tinggi na ayana litium logam dina sél. Dina 1980 bahan anyar kapanggih nawarkeun tegangan luhur sarta leuwih stabil dina hawa, nu engké bakal dipaké dina batré Li-ion komérsial munggaran, sanajan teu, sorangan, ngabéréskeun masalah pengkuh tina flammability. taun anu sarua, Rachid Yazami nimukeun éléktroda grafit litium (anoda). Teras dina taun 1991, batré litium-ion anu tiasa dieusi ulang munggaran di dunya mimiti asup ka pasar. Taun 2000-an, paménta pikeun batré litium-ion ningkat nalika alat éléktronik portabel janten populer, anu nyababkeun batré ion litium langkung aman sareng langkung awét. Kandaraan listrik diwanohkeun dina 2010s, anu nyiptakeun pasar énggal pikeun batré litium-ion 

Ngembangkeun prosés manufaktur sareng bahan énggal, sapertos anoda silikon sareng éléktrolit solid-state, terus ningkatkeun kinerja sareng kasalametan batré litium-ion. Ayeuna, batré litium-ion parantos janten penting dina kahirupan urang sapopoé, ku kituna panalungtikan sareng pamekaran bahan sareng téknologi énggal diteruskeun pikeun ningkatkeun kinerja, efisiensi, sareng kasalametan batré ieu.

4.Jenis Batré Litium Ion

Batré litium-ion aya dina rupa-rupa wangun sareng ukuran, sareng henteu sadayana sami. Biasana aya lima jinis batré litium-ion.

l Litium Kobalt Oksida

Batré litium kobalt oksida didamel tina litium karbonat sareng kobalt sareng ogé katelah batré litium kobalt atanapi litium-ion kobalt. Aranjeunna gaduh katoda kobalt oksida sareng anoda karbon grafit, sareng ion litium migrasi ti anoda ka katoda nalika discharge, sareng aliran ngabalikeun nalika batréna dieusi. Sedengkeun pikeun aplikasi na, aranjeunna dipaké dina alat éléktronik portabel, kandaraan listrik, sarta sistem panyimpen énergi renewable kusabab énergi spésifik tinggi maranéhanana, laju timer ngurangan, tegangan operasi tinggi na rentang hawa lega. Tapi nengetan masalah kaamanan patali. ka potensi runaway termal jeung instability dina suhu luhur.

l Litium Mangan Oksida

Litium Mangan Oksida (LiMn2O4) nyaéta bahan katoda anu biasa dipaké dina batré litium-ion. Téknologi pikeun batré jenis ieu mimitina kapanggih dina taun 1980-an, jeung publikasi munggaran dina Bahan Panalungtikan Bulletin taun 1983. Salah sahiji kaunggulan tina LiMn2O4 téh nya éta boga stabilitas termal alus, hartina éta kurang kamungkinan kana ngalaman runaway termal, nu oge aman ti tipe batré litium-ion lianna. Sajaba ti éta, mangan loba pisan tur sadia lega, nu ngajadikeun eta pilihan leuwih sustainable dibandingkeun bahan katoda nu ngandung sumberdaya kawates kawas kobalt. Hasilna, aranjeunna sering dipendakan dina alat sareng alat médis, alat listrik, motor listrik, sareng aplikasi anu sanés. Sanajan kaunggulan na, LiMn2O4 poorer stabilitas Ngabuburit dibandingkeun LiCoO2, nu hartina mungkin merlukeun ngagantian leuwih sering, jadi eta bisa jadi teu cocog pikeun sistem gudang énergi jangka panjang.

l Litium Beusi Fosfat (LFP)

Fosfat dipaké salaku katoda dina accu litium beusi fosfat, mindeng katelah accu li-fosfat. lalawanan low maranéhanana geus ngaronjatkeun stabilitas termal maranéhanana jeung kaamanan Éta ogé kasohor durability sarta siklus hirup panjang, nu ngajadikeun eta pilihan paling ongkos-éféktif pikeun tipe séjén accu litium-ion. Balukarna, batré ieu sering dianggo dina sapédah listrik sareng aplikasi sanés anu ngabutuhkeun siklus hirup anu panjang sareng tingkat kaamanan anu luhur. Tapi kalemahanana ngajadikeun hésé ngamekarkeun gancang. Anu mimiti, dibandingkeun sareng jinis batré litium-ion anu sanés, hargana langkung mahal sabab ngagunakeun bahan baku anu jarang sareng mahal. Salaku tambahan, batré litium beusi fosfat gaduh tegangan operasi anu langkung handap, anu hartosna aranjeunna henteu cocog pikeun sababaraha aplikasi anu peryogi tegangan anu langkung luhur. Waktos ngecas anu langkung panjang ngajadikeun éta kakurangan dina aplikasi anu peryogi ngecas gancang.

l Litium Nikel Mangan Kobalt Oksida (NMC)

Batré kobalt oksida mangan litium nikel, sering katelah batré NMC, diwangun tina rupa-rupa bahan anu universal dina batré litium-ion. Katoda anu diwangun tina campuran nikel, mangan, sareng kobalt kalebet Kapadetan énérgi anu luhur, kinerja sapédah anu saé, sareng umur panjang ngajantenkeun éta pilihan kahiji dina kandaraan listrik, sistem panyimpen grid, sareng aplikasi-kinerja luhur anu sanés, anu salajengna nyumbang kana popularitas kendaraan listrik sareng sistem énergi anu tiasa diperbaharui. Pikeun ningkatkeun kapasitas, éléktrolit sareng aditif énggal dianggo pikeun ngaktipkeun muatan ka 4.4V / sél sareng langkung luhur. Aya tren nuju NMC-blended Li-ion saprak sistem nyaeta ongkos-éféktif jeung nyadiakeun kinerja alus. Nikel, mangan, sareng kobalt mangrupikeun tilu bahan aktip anu tiasa gampang digabungkeun pikeun nyocogkeun kana rupa-rupa aplikasi otomotif sareng sistem panyimpen énergi (EES) anu peryogi sering ngurilingan.

 Ti mana urang tiasa ningali kulawarga NMC janten langkung rupa-rupa

Tapi, efek samping tina runaway termal, bahaya seuneu sareng masalah lingkungan tiasa ngahambat pangwangunan salajengna.

l Litium Titanate

Litium titanate, sering katelah li-titanate, mangrupikeun jinis batré anu seueur dianggo. Kusabab nanotéhnologi unggul na, éta bisa gancang ngeusi batre sarta ngurangan bari ngajaga tegangan stabil, nu ngajadikeun eta well-cocog pikeun aplikasi-daya tinggi kayaning kandaraan listrik, sistem gudang énergi komérsial sarta industri, sarta gudang tingkat grid. Kalayan kasalametan sareng reliabilitasna, batré ieu tiasa dianggo pikeun aplikasi militer sareng aeroangkasa, ogé nyimpen angin sareng tanaga surya sareng ngawangun grid pinter. Salajengna, numutkeun Batre Spasi, batré ieu tiasa dianggo dina cadangan sistem-kritis sistem kakuatan Sanajan kitu, batré litium titanate condong jadi leuwih mahal batan accu litium-ion tradisional alatan prosés fabrikasi kompléks diperlukeun pikeun ngahasilkeun aranjeunna.

5.Tren Pangwangunan Batré Litium Ion

Pertumbuhan global pamasangan énergi anu tiasa dianyari parantos ningkatkeun produksi énergi intermittent, nyiptakeun grid anu henteu saimbang. Ieu nyababkeun paménta batré. Sedengkeun fokus kana émisi karbon nol sareng kedah ngajauhan bahan bakar fosil, nyaéta batubara, pikeun produksi listrik nyababkeun langkung seueur pamaréntah pikeun ngadorong pamasangan tanaga surya sareng angin. Pamasangan ieu nginjeumkeun diri kana sistem panyimpen batré anu nyimpen kaleuwihan kakuatan anu dihasilkeun. Ku alatan éta, insentif pamaréntah pikeun incentivize pamasangan batré Li-ion ogé ngajalankeun ngembangkeun batré ion litium. Salaku conto, ukuran pasar Batré Litium-Ion NMC global diperkirakeun tumbuh tina $ juta taun 2022 janten $ juta dina taun 2029; diperkirakeun tumuwuh dina CAGR tina% ti 2023 ka 2029  Sareng paningkatan kabutuhan aplikasi anu nungtut beban beurat diperkirakeun ngajantenkeun batré ion litium 3000-10000 bagéan anu paling gancang ngembang salami periode ramalan (2022-2030).

6 Analisis investasi tina Batré Litium Ion

Industri pasar batré ion litium diperkirakeun tumbuh tina $ 51.16 milyar dina 2022 ka $ 118.15 milyar ku 2030, nunjukkeun tingkat pertumbuhan taunan sanyawa 4.72% salami periode ramalan (2022-2030), anu gumantung kana sababaraha faktor.

l Analisis Ahir-Pamaké

Pamasangan sektor utiliti mangrupikeun panggerak utama pikeun sistem panyimpen énergi batré (BESS). Bagéan ieu diperkirakeun tumbuh tina $ 2.25 milyar dina 2021 janten $ 5.99 milyar dina 2030 dina CAGR 11.5%.  Batré Li-ion nunjukkeun CAGR 34.4% anu langkung luhur kusabab dasar pertumbuhanana anu handap. Bagéan panyimpen énergi padumukan sareng komérsial nyaéta daérah sanés anu poténsial pasar ageung $ 5.51 milyar dina 2030, tina $ 1.68 milyar dina 2021. Sektor industri neraskeun jalanna nuju émisi karbon enol, sareng perusahaan-perusahaan ngadamel janji bersih-enol dina dua dekade ka hareup. Perusahaan telekomunikasi sareng pusat data aya di payuneun ngirangan émisi karbon kalayan ningkat fokus kana sumber tanaga énergi anu tiasa diperbaharui. Kabéh nu bakal ngamajukeun ngembangkeun gancang tina  batré litium ion salaku pausahaan manggihan cara pikeun mastikeun cadangan dipercaya jeung grid balancing.

l Analisis Tipe Produk

Kusabab harga kobalt anu luhur, batré bébas kobalt mangrupikeun salah sahiji tren pangembangan batré litium-ion. Tegangan tinggi LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) kalayan kapadetan énergi téoritis anu luhur mangrupikeun salah sahiji bahan katoda Co-gratis anu paling ngajangjikeun dina salajengna. Salajengna, hasil percobaan ngabuktikeun yén Ngabuburit jeung kinerja C-rate batré LNMO ningkat ku ngagunakeun éléktrolit semi-padet. Ieu bisa diusulkeun yén COF anionik sanggup nyerep kuat Mn3+/Mn2+ jeung Ni2+ ngaliwatan interaksi Coulomb, restraining migrasi destructive maranéhanana ka anoda nu. Ku alatan éta, karya ieu bakal mangpaat pikeun commercialization bahan katoda LNMO.

l Analisis Daerah

Asia-Pasifik bakal janten pasar batré litium-ion stasioner panggedéna ku 2030, didorong ku utilitas sareng industri. Éta bakal nyusul Amérika Kalér sareng Éropa kalayan pasar $ 7.07 milyar dina 2030, ningkat tina $ 1.24 milyar dina 2021 dina CAGR 21.3%. Amérika Kalér sareng Éropa bakal janten pasar panggedéna salajengna kusabab tujuanana pikeun nga-decarbonize ékonomi sareng grid dina dua dekade ka hareup. LATAM bakal ningali tingkat pertumbuhan pangluhurna dina CAGR 21.4% kusabab ukuranana anu langkung alit sareng dasarna anu rendah.

7 Hal-hal anu Pertimbangkeun pikeun Batré Litium Ion Kualitas Luhur

Nalika mésér inverter surya optik, henteu ngan ukur harga sareng kualitas anu kedah dipertimbangkeun, faktor sanésna ogé kedah diperhatoskeun.

l Énergi kapadetan

Kapadetan énergi nyaéta jumlah énergi anu disimpen per unit volume. Kapadetan énergi anu langkung luhur kalayan beurat sareng ukuran anu langkung handap langkung ageung antara siklus ngecas.

l  Kaamanana

Kasalametan mangrupa aspék kritis séjén tina accu litium-ion saprak ngabeledug sarta kahuruan anu bisa lumangsung nalika ngecas atawa discharging, ku kituna perlu milih accu kalawan mékanisme kaamanan ningkat, kayaning sensor suhu jeung zat ngahambat.

l Tipe

Salah sahiji tren panganyarna dina industri batré litium-ion nyaéta pamekaran batré solid-state, anu nawiskeun sajumlah kauntungan sapertos kapadetan énergi anu langkung luhur sareng siklus hirup anu langkung panjang. Salaku conto, pamakean batré solid-state dina mobil listrik bakal sacara signifikan ningkatkeun kamampuan sareng kaamananna.

l Laju ngecas

Laju ngecas gumantung sabaraha gancang batré dieusi aman. Kadang-kadang batré butuh waktu lila pikeun ngeusi batre saméméh bisa dipaké.

l Kahirupan

 Henteu aya batré anu tiasa dianggo saumur hirup tapi gaduh tanggal kadaluwarsa. Pariksa tanggal kadaluwarsa sateuacan ngagaleuh. Batré ion litium gaduh umur anu langkung panjang kusabab kimiana tapi unggal batréna béda-béda gumantung kana jinis, spésifikasi sareng cara ngadamelna. Batré kualitas luhur bakal tahan langkung lami sabab didamel tina bahan anu saé di jero.