Naon Batré Litium Ion?

1. Naon Batré Litium Ion?

Batré nyaéta sumber daya listrik anu diwangun ku hiji atawa leuwih sél éléktrokimia jeung sambungan éksternal pikeun powering alat listrik. Batré litium-ion atanapi Li-ion mangrupikeun jinis batré anu tiasa dicas deui anu nganggo réduksi malik ion litium pikeun nyimpen énérgi sarta kawentar maranéhna tinggi dénsitas énergi.

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 husus pikeun mempermudah prosés éléktrokimia éta ngamungkinkeun batré nyimpen sareng ngaleupaskeun énergi--anoda, katoda, éléktrolit, pemisah dan kolektor arus.

Naon anoda?

Salaku komponén batré, anoda maénkeun peran penting dina kapasitas, kinerja, jeung durability batré. Nalika ngecas, anoda grafit nyaéta jawab narima jeung nyimpen ion litium. Nalika batréna discharged, ion litium pindah ti anoda ka katoda sahingga hiji arus listrik diciptakeun. Umumna anoda anu paling umum dianggo komersil nyaeta grafit, nu dina kaayaan lithiated pinuh na LiC6 correlates ka maximal a kapasitas 1339 C/g (372 mAh/g). Tapi kalayan ngembangkeun téknologi, anyar Bahan sapertos silikon parantos ditaliti pikeun ningkatkeun kapadetan énergi pikeun batré litium-ion.

Naon katoda?

Katoda berpungsi pikeun nampa jeung ngaleupaskeun ion litium muatan positif salila siklus ayeuna. Biasana diwangun ku struktur berlapis tina oksida berlapis (sapertos litium kobalt oksida), polianion (sapertos litium beusi fosfat) atanapi spinel (sapertos litium mangan oksida) dilapis dina kolektor muatan (biasana dijieunna tina aluminium).

Naon éléktrolit?

Salaku uyah litium dina pangleyur organik, éléktrolit nu boga fungsi minangka medium pikeun ion litium pindah antara anoda jeung katoda salila ngecas na discharging.

Naon separator?

Salaku mémbran ipis atawa lapisan bahan non-conductive, separator jalan ka nyegah anoda (éléktroda négatip) jeung katoda (éléktroda positif) tina shorting, sabab lapisan ieu permeabel ka ion litium tapi teu ka éléktron. Ieu ogé bisa mastikeun aliran ajeg ion antara éléktroda salila ngecas jeung 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 dihasilkeun ku éléktroda batré sarta transports ka sirkuit éksternal, nyaéta penting pikeun mastikeun kinerja optimal sarta umur panjang batréna. Jeung biasana biasana dijieun tina lambaran ipis aluminium atawa tambaga.

3. Sajarah Pangwangunan Batré Litium Ion

Panalungtikan ngeunaan batré Li-ion rechargeable balik ka 1960s, salah sahiji Conto pangheulana nyaéta batré CuF2/Li anu dikembangkeun ku NASA dina 1965. Jeung krisis minyak pencét dunya dina 1970-an, peneliti ngancik perhatian maranéhna pikeun alternatif sumber énergi, jadi terobosan anu ngahasilkeun bentuk pangheubeulna batré Li-ion modern dijieun alatan beurat hampang jeung énergi tinggi dénsitas batré ion litium. Dina waktu nu sarua, Stanley Whittingham of Exxon manggihan yén ion litium bisa diselapkeun kana bahan kayaning TiS2 mun nyieun batré rechargeable 

Ku kituna manéhna nyoba commercialize batré ieu tapi gagal alatan biaya tinggi jeung ayana litium logam dina sél. Dina 1980 bahan anyar kapanggih nawarkeun tegangan luhur sarta leuwih stabil dina hawa, anu engké bakal dianggo dina batré Li-ion komérsial munggaran, sanajan teu, sorangan, ngabéréskeun masalah pengkuh tina kaduruk.Taun anu sarua, Rachid Yazami nimukeun grafit litium éléktroda (anoda). Lajeng dina 1991, litium-ion munggaran di dunya rechargeable batré mimiti asup ka pasar 

Dina 2000s, paménta pikeun litium-ion accu ngaronjat salaku alat éléktronik portabel jadi populér, nu drive batré litium ion janten aman tur leuwih awét. kandaraan listrik éta diwanohkeun dina 2010s, nu dijieun pasar anyar pikeun accu litium-ion. The ngembangkeun prosés manufaktur anyar jeung bahan, kayaning anoda silikon jeung éléktrolit solid-state, terus ngaronjatkeun kinerja sarta kaamanan tina batré litium-ion. Ayeuna, batré litium-ion parantos janten penting dina kahirupan urang sapopoé, jadi panalungtikan sarta pamekaran bahan anyar jeung téhnologi nu lumangsung pikeun ngaronjatkeun kinerja, efisiensi, jeung kaamanan accu ieu.

4.Jenis Batré Litium Ion

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

l Litium Kobalt Oksida

Batré litium kobalt oksida didamel tina litium karbonat sareng kobalt sareng ogé katelah litium kobalt atanapi batré kobalt litium-ion. Aranjeunna gaduh katoda kobalt oksida sareng anoda karbon grafit, sareng ion litium migrasi ti anoda ka katoda salila ngurangan, jeung aliran ngabalikeun nalika batréna dieusi. Sedengkeun pikeun aplikasina, aranjeunna dianggo dina portabel alat éléktronik, kandaraan listrik, jeung sistem panyimpen énergi renewable kusabab énergi spésifik anu luhur, tingkat pelepasan diri anu rendah, operasi anu luhur tegangan jeung rentang hawa lega.Tapi nengetan masalah kaamanan patali jeung potensi runaway termal jeung instability di luhur suhu.

l Litium Mangan Oksida

Litium Mangan Oksida (LiMn2O4) mangrupikeun bahan katoda anu biasa dianggo dina batré litium-ion. Téknologi pikeun batré sapertos ieu mimitina kapanggih dina 1980s, jeung publikasi munggaran dina Panalungtikan Bahan Buletin taun 1983. Salah sahiji kaunggulan LiMn2O4 nyaéta yén éta gaduh termal anu saé stabilitas, hartina éta kurang kamungkinan kana ngalaman runaway termal, nu Éta ogé langkung aman tibatan jinis batré litium-ion sanés. Salaku tambahan, mangan nyaéta loba pisan tur sadia lega, nu ngajadikeun eta pilihan leuwih sustainable dibandingkeun ka bahan katoda anu ngandung sumber kawates kawas kobalt. Salaku hasilna, aranjeunna nuju remen kapanggih dina alat-alat médis sarta alat-alat, parabot kakuatan, listrik motor, jeung aplikasi sejenna. Sanajan kaunggulan na, LiMn2O4 poorer stabilitas siklus dibandingkeun LiCoO2, nu hartina eta bisa merlukeun leuwih ngagantian sering, jadi eta bisa jadi teu cocog pikeun neundeun énergi jangka panjang sistem.

l Litium Beusi Fosfat (LFP)

Fosfat dipaké salaku katoda dina batré litium beusi fosfat, mindeng disebut batré li-fosfat. lalawanan low maranéhanana geus ngaronjatkeun termal maranéhanana stabilitas jeung kaamanan. Éta ogé kasohor durability sarta siklus hirup panjang, nu ngajadikeun eta pilihan paling ongkos-éféktif pikeun tipe séjén litium-ion accu. Akibatna, accu ieu mindeng dipaké dina bikes listrik jeung aplikasi sejenna merlukeun siklus hirup panjang tur tingkat luhur kaamanan. Tapi kalemahanana ngajadikeun hésé ngamekarkeun gancang. Firstly, dibandingkeun jeung tipe séjén accu litium-ion, aranjeunna hargana leuwih sabab ngagunakeun langka tur bahan baku mahal. Salaku tambahan, batré litium beusi fosfat gaduh a tegangan operasi handap, nu hartina maranéhna bisa jadi teu cocog pikeun sababaraha aplikasi nu merlukeun tegangan luhur. waktos ngecas deui na ngajadikeun eta a disadvantage dina aplikasi anu merlukeun ngecas gancang.

l Litium Nikel Mangan Kobalt Oksida (NMC)

Batré kobalt oksida mangan litium nikel, sering katelah NMC accu, diwangun tina rupa-rupa bahan anu universal di batré litium-ion. A katoda diwangun ku campuran nikel, mangan, jeung kobalt kaasup. Kapadetan énergi anu luhur, kinerja sapédah anu saé, sareng a lifespan lila geus nyieun pilihan kahiji dina kandaraan listrik, gudang grid sistem, jeung aplikasi-kinerja luhur séjén, nu geus nyumbang salajengna kana tumuwuhna popularitas kandaraan listrik sarta sistem énergi renewable. Ka kapasitas nambahan, éléktrolit anyar jeung aditif dipaké pikeun ngaktipkeun eta muatan ka 4.4V / sél jeung luhur 

Aya trend nuju NMC-blended Li-ion saprak Sistim nu mangrupa ongkos-éféktif jeung nyadiakeun kinerja alus. nikel, mangan, sarta kobalt tilu bahan aktip nu bisa gampang digabungkeun pikeun jas a lega rentang aplikasi otomotif tur panyimpen énergi (EES) anu merlukeun sering ngabuburit. Ti mana urang tiasa ningali kulawarga NMC janten langkung rupa-rupa Tapi, efek samping na tina runaway termal, hazards seuneu jeung lingkungan kahariwang tiasa ngahambat pangwangunan salajengna.

l Litium Titanate

Litium titanate, sering katelah li-titanate, mangrupikeun jinis batré anu gaduh a nambahan jumlah kagunaan. Kusabab nanotéhnologi unggul na, éta bisa ngecas gancang sarta ngurangan bari ngajaga tegangan stabil, nu ngajadikeun eta cocog pikeun aplikasi kakuatan tinggi sapertos kendaraan listrik, komérsial jeung sistem panyimpen énergi industri, sareng panyimpen tingkat grid 

Bareng jeung na kaamanan jeung reliabilitas, accu ieu bisa dipaké pikeun militér sarta aerospace aplikasi, kitu ogé nyimpen angin jeung tanaga surya sarta ngawangun pinter grids. Saterusna, nurutkeun Spasi Batré, accu ieu bisa jadi dianggo dina cadangan sistem-kritis sistem kakuatan. Sanajan kitu, litium titanate accu condong jadi leuwih mahal batan accu litium-ion tradisional alatan ka prosés fabrikasi kompléks diperlukeun pikeun ngahasilkeun aranjeunna.

5.Tren Pangwangunan Batré Litium Ion

Pertumbuhan global pamasangan énergi anu tiasa dianyari parantos ningkat produksi énergi intermittent, nyieun hiji grid teu saimbang. Ieu ngakibatkeun a paménta pikeun accu.bari fokus kana emisi karbon enol jeung kudu mindahkeun jauh tina bahan bakar fosil, nyaéta batubara, pikeun produksi kakuatan gancang leuwih pamaréntah pikeun incentivize pamasangan tanaga surya jeung angin. Ieu Pamasangan nginjeumkeun diri kana sistem panyimpen batré anu nyimpen kakuatan kaleuwihan dihasilkeun 

Ku alatan éta, insentif pamaréntah pikeun incentivize batré Li-ion pamasangan ogé ngajalankeun ngembangkeun batré ion litium. Salaku conto, ukuran pasar Batré Litium-Ion NMC global diperkirakeun tumbuh tina $ AS juta taun 2022 jadi AS$ juta taun 2029; diperkirakeun tumuwuh dina CAGR tina% ti 2023 nepi ka 2029. Jeung ngaronjatna kabutuhan aplikasi nuntut beurat beban ieu projected sangkan batré litium ion tina 3000-10000 panggancangna. bagean 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 USD 118.15 milyar ku 2030, nunjukkeun sanyawa taunan laju pertumbuhan 4.72% salami periode ramalan (2022-2030), anu gumantung kana sababaraha faktor.

l Analisis Ahir-Pamaké

Pamasangan sektor utiliti mangrupikeun panggerak utama pikeun neundeun énergi batré sistem (BESS). Bagéan ieu diperkirakeun tumbuh tina $ 2.25 milyar dina 2021 ka $ 5.99 milyar dina 2030 dina CAGR 11.5%. Batré Li-ion nunjukkeun 34,4% anu langkung luhur CAGR kusabab dasar pertumbuhanana rendah. Panyimpen énergi padumukan sareng komérsial bagéan nyaéta daérah sanés anu poténsial pasar ageung $ 5.51 milyar dina 2030, ti $1.68 milyar dina 2021. Sektor industri terus maju ka arah emisi karbon nol, jeung pausahaan nyieun pledges net-enol dina dua salajengna puluhan taun. Perusahaan telekomunikasi sareng pusat data aya di payuneun ngirangan émisi karbon kalayan ngaronjat fokus kana sumber tanaga énérgi renewable. Sadayana nu bakal ngamajukeun ngembangkeun gancang batré ion litium salaku pausahaan manggihan cara pikeun mastikeun cadangan dipercaya jeung balancing grid.

l Analisis Tipe Produk

Kusabab harga tinggi kobalt, batré kobalt bébas mangrupakeun salah sahiji tren ngembangkeun batré litium-ion. Tegangan luhur LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) kalawan dénsitas énergi téoritis tinggi mangrupa salah sahiji Co-gratis paling ngajangjikeun bahan katoda dina salajengna. Salajengna, hasil ékspérimén ngabuktikeun éta nu Ngabuburit jeung C-rate kinerja batré LNMO ningkat ku ngagunakeun éléktrolit semi-padat. Ieu tiasa diusulkeun yén COF anionik sanggup nyerep kuat Mn3+/Mn2+ jeung Ni2+ ngaliwatan interaksi Coulomb, restraining migrasi destructive maranéhna pikeun anoda. Ku alatan éta, karya ieu bakal jadi mangpaat pikeun commercialization bahan katoda LNMO.

l Analisis Daerah

Asia-Pasifik bakal pasar batré litium-ion stasioner panggedéna ku 2030, didorong ku utilitas sareng industri. Bakal nyusul Amérika Kalér jeung Éropa kalawan pasar $7.07 milyar dina 2030, tumuwuh tina $1.24 milyar dina 2021 dina CAGR 21.3%. Amérika Kalér sareng Éropa bakal janten panggedéna salajengna pasar alatan tujuan maranéhna pikeun decarbonize ékonomi maranéhanana sarta grid leuwih salajengna dua dekade. LATAM bakal ningali tingkat pertumbuhan pangluhurna dina CAGR 21.4% sabab ukuranana leuwih leutik sarta base low.

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

Nalika mésér inverter surya optik, henteu ngan ukur harga sareng kualitas kedahna dianggap, faktor séjén ogé kudu tetep dina pikiran.

l Énergi kapadetan

Kapadetan énergi nyaéta jumlah énergi anu disimpen per unit volume. Leuwih luhur dénsitas énergi kalawan kirang beurat tur ukuranana leuwih éksténsif antara ngecas siklus.

l Kasalametan

Kasalametan nyaéta aspék kritis séjén tina batré litium-ion saprak ngabeledug jeung kahuruan anu bisa lumangsung bari ngecas atawa discharging, jadi perlu milih batré jeung mékanisme kaamanan ningkat, kayaning sensor suhu jeung zat ngahambat.

l Tipe

Salah sahiji tren panganyarna dina industri batré litium-ion nyaéta ngembangkeun batré solid-state, nu nawarkeun rupa-rupa mangpaat kayaning dénsitas énergi anu langkung luhur sareng siklus hirup anu langkung panjang. Contona, pamakéan batré solid-state dina mobil listrik bakal nyata ngaronjatkeun rentang maranéhanana kamampuhan jeung kaamanan.

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 kadaluwarsa tanggal saméméh nyieun beuli. Batré ion litium gaduh sipat anu langkung panjang hirup alatan kimia na tapi unggal batré béda ti silih gumantung kana jenis, spésifikasi jeung cara aranjeunna dijieun. batré kualitas luhur bakal tahan leuwih lila saprak aranjeunna dijieun tina bahan rupa jero.