1 Kjarnakerfi
Jákvætt rafskautsefni
Þrjú frumefni (NCM\/NCA):
Nikkel (Ni) eykur afkastagetu, kóbalt (CO) stöðugar uppbyggingu og mangan\/ál (Mn\/Al) eykur öryggi. Hátt nikkelinnihald (svo sem NCM811, NCA) er þróun, en hitauppstreymisáskorunin er veruleg.
Tæknilegir erfiðleikar: Þegar nikkelinnihaldið er meira en 90%eru veruleg vandamál við hringrásarlíf og gasframleiðslu.
Lithium járnfosfat (LFP):
Hátt öryggi og lítill kostnaður, en lítill orkuþéttleiki (~ 160Wh\/kg). BYD blað rafhlöður eru dæmigerð uppbyggingar nýsköpun sem bætir leiðni með nanótækni og kolefnishúð.
Ríkur litíum mangan stöð:
Fræðilega getu er meiri en 300mAH\/g, en enn á eftir að leysa vandamál spennu og lítil fyrstu áhrif.
Neikvætt rafskautsefni
Grafít:Almenn lausn, sérstök afkastageta ~ 372mAh\/g, nálægt fræðilegum mörkum.
Kísil byggð neikvæð rafskaut: theoretical capacity reaches 4200mAh/g, but volume expansion (>300%) leiðir til lélegrar hjólreiðar. Lausnin inniheldur nano kísil kolefnis samsett og porous uppbyggingu.
Litíummálmur neikvæð rafskaut:Hugsanlegur valkostur fyrir rafhlöður í föstu ástandi, en dendrite vandamálið er alvarlegt.
Salta
Fljótandi raflausn:Lithium hexafluorophosphat (LIPF6) er aðalþátturinn og aukefni eins og VC og FEC eru nauðsynleg til að bæta SEI -kvikmyndina.
Solid State raflausn:Oxíð (LLZO), súlfíð (LGP) og fjölliða (PEO), með jónaleiðni (10 ⁻³ ~ 10 ⁻² S\/cm) og viðnám viðmóts er lykilflöskuháls.
Þind
Þróun polyolefin (PE\/PP) grunnfilmu er að þynna (<10 μ m)+ceramic coating to enhance heat resistance. The uniformity of pore size in wet process is better than that in dry process.
2 Hönnun frumuuppbyggingar
Sívalur rafhlöðufrumur (svo sem 21700, 4680)
Tesla 4680 samþykkir töfluhönnun, sem dregur úr innri viðnám um 50%, en fullur stöng eyrna suðuferlið er flókið.
Ferningur lagaður rafhlöðuklefi
Stöflun (CATL) vs vinda (BYD), stafla hefur 5% meiri orkuþéttleika en minni framleiðslugetu. CTP (Cell to Pack) tækni útrýmir einingum og nær flokkunarvirkni yfir 75%.
Mjúkur pakki rafhlöðuklefa
Álplastumbúðir, léttir en með lélegan vélrænan styrk. General Motors Ultium pallurinn samþykkir „sveigjanlega“ hönnun.
3 lykilatriði framleiðsluferlis
Rafskautshúð:Samkvæmnifrávik yfirborðsþéttleika ætti að vera minna en ± 1,5%og þurr rafskaut (svo sem QuanTsMape) geta útrýmt leysiefni.
Polar Roller Pressing:Þéttni þéttleiki hefur áhrif á jón dreifingu og grafít neikvæðar rafskaut eru venjulega 1. 6-1. 8g\/cm ³.
Innspýting og myndun:Eftir tómarúmsprautu þarf myndun SEI-kvikmyndar með margra stigs hleðslu og losun (eins og 0. 02C hæga hleðslu).
Þurrkunarstýring:Rakainnihaldið ætti að vera minna en 500 ppm til að koma í veg fyrir að LIPF6 geti vatnsrof og myndar HF.
4 bylting í nýjustu tækni
Ultra High Nikkel jákvæð rafskaut:Monocrystalline+halla lyfjamisnotkun (eins og Al\/mg) bætir stöðugleika.
Samsettur núverandi safnari:PET undirlag+kopar\/álhúð (svo sem CATL), draga úr þyngd um 40% og bæta öryggi.
Fyrirlitatækni:Jákvæð rafskaut litíumuppbót (Li ₂ nio ₂) eða neikvæð rafskaut litíumpappír til að bæta upp fyrsta áhrif tap.
Þurr rafskaut:Kaup Tesla á Maxwell stuðlar að lausum lausum ferlum og dregur úr orkunotkun um 80%.
5 áskoranir og þróun
Orkuþéttleiki:Fræðileg mörk fljótandi rafhlöður eru um 350Wh\/kg, en rafhlöður á föstu ástandi geta farið yfir 500Wh\/kg.
Hröð hleðslutækni:Hægt er að hlaða kísil neikvæða rafskaut+ofurleiðandi raflausn í 80% á 15 mínútum, en bæla þarf hættu á litíumúrkomu.
Endurvinnsluhagkerfi:Blautur endurheimt skilvirkni kóbalt og nikkel er meiri en 98%, en þróa þarf lágmarkskostnað lausnir fyrir endurvinnslu LFP rafhlöðu.
6 Frá sjónarhóli iðnaðarkeðjunnar
Búnaður:Nákvæmni húðunarvélarinnar nær ± 1 μ m og hraðinn á vinda vélinni er meiri en 3m\/s (leiðandi greindur).
Kostnaður:LFP rafhlöðufrumur hafa verið minnkaðar í<80/kWh, while ternary battery cells are around 100/kWh.