Árangursstökk litíum rafhlöðufrumna hefur alltaf reitt sig á stöðugt bylting í efnistækni. Nýsköpunin í jákvæðum rafskautsefnum, neikvæðum rafskautsefnum, skiljum og salta með alþjóðlegum vísindarannsóknum og iðnaði er að þróa rafhlöðufrumur í átt að meiri orkuþéttleika, lengri hringrásarlífi og betra öryggi. Þessi fulla keðjuefni nýsköpun veitir kjarna drifkraft fyrir ný orkubifreiðar, orkugeymslu og aðra reiti.
1 jákvætt rafskautsefni: Jafnvægi á mikilli getu og stöðugleika
„High Nickel Ternary“ leið Kína heldur áfram að slá í gegn. NCM911 jákvæða rafskautsefnið (með nikkelinnihald 90%) sem er þróað af ákveðnu fyrirtæki hefur sérstaka afkastagetu 220mAH/g, sem er 10% hærri en NCM811, og orkuþéttleiki rafhlöðufrumunnar fer yfir 800Wh/L. Í gegnum „einokkristallað+húðun“ ferlið: Auka agnirnar eru brotnar í staka kristalla (agnastærð 3 μ m), og yfirborðið er húðað með lipo3 þunnri filmu (þykkt 2nm). Eftir 500 lotur nær varðveisluhlutfall afkastagetu 90%og leysir vandamálið við burðarvirki í háu nikkelefnum. Í háu - enda rafhlöðu rafknúinna ökutækja gerir þetta efni kleift að vera yfir 1000 km.
Nýsköpun kóbaltfrjálsra bakskauta í Bandaríkjunum dregur úr kostnaði. Litíum mangan járnfosfat (LMFP) jákvæða rafskaut þróað af Tesla hefur aukið sérstaka getu sína úr 170mAH/g af LFP í 190MAH/g með lyfjamisnotkun með manganþátt (innihald 20%), en eykur spennupallinn um 0,2V. Ferlið „vökvi - fasa myndun“ dregur úr efniskostnaði um 30% samanborið við NCM og inniheldur ekki kóbalteining (til að forðast áhættu á auðlindum). Próf hafa sýnt að frumur sem nota LMFP hafa 85% getu við-} 20 gráðu, sem er 15% hærri en LFP og hentar fyrir lághita sviðsmyndir.
2 Neikvætt rafskautsefni: Koma kísils - byggð á tímum
Viðskiptabrot Japans í „Silicon Carbon Composites“. Kísil kolefnis neikvæð rafskaut þróað með Panasonic (með kísilinnihald 20%) hefur sérstaka afkastagetu 600mAH/g, sem er 1,5 sinnum meiri en grafít neikvæðar rafskaut og eykur orkuþéttleika rafhlöðufrumna um 20%. Með hönnun „Nano Silicon agnir+kolefnishúð“: stærð kísil agna er stjórnað við 50nm (til að forðast stækkun og sundrungu) og yfirborðið er húðað með harða kolefnislagi (þykkt 5nm). Eftir 200 lotur nær varðveisluhlutfall afkastagetu 85%. Neikvæðu rafskautinu hefur verið beitt á ákveðna rafhlöðu rafknúna ökutækis og náð orkuþéttleika 300Wh/kg í rafhlöðupakkanum.
„Títan byggð neikvæð rafskaut“ í Evrópu beinist að öryggi. Litíumtítanat (LTO) neikvætt rafskaut þýsks fyrirtækis hefur núll álagseinkenni (bindi breytingahraði<1%), with a cycle life exceeding 30000 times, which is 10 times that of graphite. Although the specific capacity is only 175mAh/g (lower than graphite), it can be fully charged to 80% in 10 minutes at a high rate of 10C, and can still function normally at -40 ℃. In energy storage cells, the LTO negative electrode extends the system's cycle life to 15 years, which is twice as long as traditional cells and suitable for grid level energy storage scenarios.
3 Þind og salta: Ósýnileg ábyrgð á öryggi og leiðni
„Húðaða himna“ Suður -Kóreu eykur háhitaþol. Keramikhúðað þind LG Chem (undirlag PP, húðuð með Al ₂ O3 þykkt 3 μ m) hefur bætt hitastig viðnám frá 160 gráðu í 200 gráðu, með stungustyrk 300GF, sem er 50% hærri en venjuleg þind. Í hitauppstreymisprófinu getur þindin seinkað skammhlaupstíma rafhlöðufrumunnar í 15 mínútur og keypt tíma fyrir öryggissvörun rafhlöðukerfisins. „Nanopore“ hönnun þess (með svitahola stærð 0,1 μ m) eykur jónaleiðni um 10% og dregur úr innri viðnám rafhlöðufrumunnar.
„Logshömlun raflausnar“ í Kína yfirstíga verkjapunkta í öryggismálum. „Lifsi+fosfat ester“ raflausn þróað af ákveðnu fyrirtæki, með því að bæta við 10% logavarnarefni (tríetýlfosfatester), eykur íkveikjupunkt raflausnar frá 180 gráðu í 300 gráðu án þess að hafa áhrif á jónaleiðni (viðhalda 10ms/cm). Í stunguprófinu í nálinni reykja rafhlöðufrumurnar aðeins þessa salta og springa ekki og hafa staðist UL94 V - 0 vottun. Á sama tíma gerir raflausnin rafhlöðufrumuna kleift að viðhalda varðveisluhlutfalli 70% við -30 gráðu og stækkar mörk lághitastigs.
Efni nýsköpun litíum rafhlöðufrumna er að breytast frá „hagræðingu eins efnis“ yfir í „fulla kerfissamvinnu“. Í framtíðinni, með gjalddaga fastra - ríki raflausna (jónaleiðni yfir 10 ⁻ s/cm) og sjaldgæfar málmfríar rafskaut, munu rafhlöðufrumur ná endanlegu markmiði „orkuþéttni 1000Wh/L+hringrásar líftíma 100000 sinnum+Absolute Safety“, sem leggur efnisgrundvöllinn fyrir sprengiefni í nýjum orkuiðnaðinum.