Liitium-ioonaku tootmisel on läga (peamiselt viidates elektroodile läga) peenus peamine parameeter, mis mõjutab elektroodi jõudlust (näiteks võimsus, kiiruse võimekust, tsükli eluiga, ohutus) ja protsessi stabiilsust . erinevatel akudel on märkimisväärselt erinevad libisemisnõuded (tavaliselt mõõdetud osakeste suuruse levitajatega), nagu nende DIC-id), mis on DIC-id, DIC-id. Positiivsed/negatiivsed elektroodide aktiivsed materjalid (näiteks kristallstruktuur, ioonne/elektrooniline juhtivus, spetsiifiline pindala, mehaaniline tugevus, reaktsioonivõime) ja erinevad nõuded elektroodi mikrostruktuurile .
Järgnev on üksikasjalik analüüs peamiste aku tüüpide läga peenuste nõuete kohta:
I . liitiumkoobaltoksiid (LCO) akud
1. materiaalsed omadused:
Kihiline struktuur (r -3 m), kõrge teoreetiline võime (~ 274 mAh/g), kõrge tihenemistihedus, kuid suhteliselt halb struktuurne stabiilsus (eriti kõrgete pingete korral), mõõdukas tsükli eluiga ja termiline stabiilsus, kõrge kulu .
2. peenusi nõuded):
Vajalik on suur peenus . nõuab tavaliselt D50 vahemikus 5-8 μm, D90 <15 μm, maksimaalne osakeste suurus dmax <{5}} μm .
3. põhjused:
- Kõrge kiirusega jõudlus: peenemad osakesed lühendavad osakeste liitium-ioona difusioonitee, hõlbustades kõrgkiirusega laadimist ja tühjendamist .
- Kõrge tihenemise tihedus: peened osakesed võivad tihedamalt pakkida, suurendades elektroodi tihendamist ja mahulist energiatihedust .
- Küljereaktsioonide vähendamine/tsükli parandamine: väikesed ja ühtlased osakesed aitavad moodustada ühtlasema tahke elektrolüütide faasidevahelise (SEI) kile, vähendades pragusid, mis on põhjustatud lokaliseeritud pingekontsentratsioonist suurtes osakestes ja külgreaktsioonides elektrolüütiga, parandades tsükli stabiilsust (eriti kõrge pinge korral).
- Polarisatsiooni vähendamine: osakeste suuruse vähendamine võib vähendada laengu ülekandetakistust ja kontsentratsiooni polarisatsiooni .
Ii . liitium fosfaat (LFP) akud
1. materiaalsed omadused:
Oliviini struktuur (PNMA), äärmiselt stabiilne struktuur (tugevad PO -sidemed), pikk tsükli tööiga, suurepärane soojusohutus, madala hinnaga ., aga nii elektrooniline juhtivus kui ka ioonjuhtivus on madal, tihenemistihedus ja pingeplatoon on madal .
2. peenusi nõuded:
Vajalik on väga suur peenus . nõuab tavaliselt D50 vahemikus 0.2-1.0 μm (200-1000 nm), d90 <{5}} μm . see on kõige kõrgem peensus nõue kõigist väiksematesse LITHIUM-IIMEESTUSTE KASUTAMISEKS {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{
3. põhjused:
- Sisemise madala juhtivuse ületamine: see on põhiline põhjus . LFP äärmiselt madal elektrooniline ja ioonjuhtivus on selle jõudluse peamine kitsaskoht . nanosifitseerimine (D50<1μm) is a key strategy to improve rate capability, significantly shortening the transport paths of electrons and lithium ions.
- Kiiruse jõudluse parandamine: nanoosakesed võimaldavad kõrge kiiruse/tühjenemisvõimalust .
- Parandamine kraani/tihendamise tiheduse parandamine: kuigi nanoosakestel ise on madal kraani tihedus läbi mõistliku osakeste morfoloogia (näiteks sferoidiseerimine) ja läga/elektroodiprotsessid, võivad peened primaarsed osakesed paremini täita, parandades elektroodide tihendamise tihedust (kuigi endiselt madalam kui LCO/NCM) .
- Täielikult kasutatav maht: tagab kõik osakesed elektrokeemilises reaktsioonis täielikult osaleda, vältides reaktiivseid "surnud tsoone" suurte osakeste sees .
Iii . ncm akud (Liniₓcoᵧmn₂o₂)
1. materiaalsed omadused:
Layered structure (R-3m), combines the high capacity/high voltage of lithium cobalt oxide, the high capacity of lithium nickelate, and the stability/low cost of lithium manganate. Performance (energy density, rate capability, cycle life, safety, cost) depends on the specific ratio (e.g., NCM111, 523, 622, 811) . kõrgem nikli sisu põhjustab suurema mahutavuse ja energiatiheduse, kuid suuremad väljakutsed struktuurilise stabiilsuse ja ohutuse osas .
2. peenusi nõuded:
Vaja on suurt peenust, kuid konkreetsed nõuded muutuvad nikli sisu suurenemisega rangemaks .
Keskmine/madal nikkel (e . g ., ncm523 ja allpool): D50 Tavaliselt 6-10 μm, d90 <18-22 μm.
Kõrge nikkel (e . g ., NCM622, 811, NCA): D50 nõuab peenemaid osakesi, tavaliselt 3-8 μm (eriti 811/nca kipub olema peenemad), d90 <{812-15 μm, range kontroll dMax, range kontroll.
3. põhjused:
- Suur energiatihedus/kiiruse jõudlus: peened osakesed aitavad suurendada tihenemistihedust ja kiiruse jõudlust (LIFAMINE LIFUMISPATUS) .
- Kõrge nikkeliste materjalide struktuurilise stabiilsuse parandamine: kõrge nikkekite materjalid (kõrge reaktsioonivõime) on kalduvus struktuurilisele lagunemisele (E . g ., faasisiiring, mikrokraadid) tsüklimise ajal .
- Peened ja monodispersse osakesed võivad: vähendada osakeste pinge kontsentratsiooni ja pragude initsiatsiooni/levimist .
- Moodustada ühtlasem ja stabiilsem CEI -kile, vähendades elektrolüütide tarbimist ja üleminekumetalli ioonide lahustumist .
- Leevendage osakeste pulsistamist tsükli ajal, parandades tsükli eluiga .
- Vähendage pindade impedantsi/polarisatsiooni: sarnaselt LCO .
- Ohutuse kaalutlused: peenematel osakestel on suhteliselt parem soojuse hajumine ja stabiilsem struktuur, aidates parandada ohutust (eriti kõrge nikkekese materjali korral) .
Iv . NCA akud (Liniₓcoᵧal₂o₂)
1. Materiaalsed omadused: väga sarnane kõrge nikliga NCM-ga (suure mahutavusega, suure energiatihedusega) . alumiiniumist dopingu eesmärk on parandada struktuuri stabiilsust ja tsükli jõudlust, kuid töötlemise väljakutseid (e . g., tundlikkus niisked ja turvalised väljakutsed) {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{5}.
2. peenusi nõuded:
Vaja on väga suurt peenust, lähedal või samaväärselt kõrge Nickeli NCM-iga (e . g ., 811) . d50 tavaliselt {3-7 μm, d90 <{8}} μm, range kontroll DMax {9 {9 {9 {9 {9 {9 {9 {9 {9}
3. põhjused:
Identne kõrge nikliga NCM .. Tuum seisneb struktuurilise stabiilsuse, tsükli ja ohutuse maksimeerimises nanosuuruste/peenete osakeste kaudu, jätkates samal ajal kõrge energiatihedusega .
V . liitium titanaat (LTO) akud)
1. materiaalsed omadused:
Spineli struktuur (FD -3 m), mida kasutatakse anoodina . -l, on "null-raskuse" karakteristik (minimaalne ruumalamuutus), ülipikk tsükli elu (üle 10, 000 tsüklid), suurepärase kiirusega võimekuse ja madala temperatuuriga {7 {7} {7} {7} {7}. vs li+/li) põhjustab madal raku pinge ja madala energiatiheduse.
2. peenusi nõuded:
Vajalik on keskmise ja peene peensus . d50, tavaliselt vahemikus 1-5 μm, d90 <10-15 μm . jämedam kui LFP, võib -olla pisut peenema või võrreldav mõne NCM/lco. suhtes
3. põhjused:
- Kõrgkiirega jõudlus: LTO-l on hea juhtivus, kuid peene osakeste suurus on endiselt tõhus vahend ülikõrge kiiruse jõudluse parandamiseks (E . g ., kiire laadimine), LI⁺ tahke faasi difusioonitee lühendamine .
- Tihe tiheduse suurenemine: kuigi LTO on "null-tüves", aitab tihenemise tihedus siiski parandada mahulist energiatihedust (vaatamata madalale absoluutväärtusele) .
- Elektroodide impedantsi redutseerimine: peened osakesed hõlbustavad tihedama juhtiva võrgu . moodustumist
- Töötlemise tasakaalustamine ja jõudlus: liiga peenetel LTO nanoosakestel on tohutu spetsiifiline pindala, mis suurendab märkimisväärselt läga viskoossust, vähendab tahket sisaldust, suurendab sideaine/juhtivat ainet kasutamist ja süvendab külgreaktsioone elektrolüütiga (kuigi LTO on stabiilne, seetõttu suurendab nanosuurus pinna aktiivsus) {{1 {seetõttu on Filans Fymess ja Finness Fymess ja Finness Fymess ja Finness Fymess, ja seetõttu fension on Fymess Fymes ja Finness Fymess. Seetõttu on Fymess Fymess ja Finness Fymess. Seetõttu on Fymess Fymes Fymes ja Finness. töötletavus/kulu .
Vi . tahkispatareid (SSBS)
1. oluline märkus:
"Tahkest staadiumi akud" katavad erinevad tehnilised marsruudid (polümeer, oksiid, sulfiidi elektrolüüdid) ja positiivsete/negatiivsete elektroodide materjalide valik on samuti mitmekesine (võib olla ükskõik milline ülaltoodud materjalidest või uutest materjalidest, näiteks liitiumrikka mangaanipõhise, liitiummetalli anood) . Nõuded lägu peenusule, mis on väga keeruline ja kõrgem süsteem, mis on väga keeruline ja kõrgem, mis on väga keeruline ja kõrgem, on see väga keeruline ja kõrgelt keeruline.
2. Core Challenge:
Tahke tahke pindadevaheline kontakt . vedelates akudes võib elektrolüüt niisutada ja täita poorid, samas kui tahke elektrolüüt on jäigad osakesed ja punktkontakt aktiivsete materjalidega põhjustab tohutut pindadevahelist impedantsi . See on tahkis-akude {4. üks põhiprobleeme.
3. peenuse nõude suundumused:
Üldiselt on vaja suuremat peenust: nii aktiivsed materjalid kui ka tahked elektrolüütide osakesed vajavad tavaliselt osakeste peenemat suurust (D50 sageli alam mikroni ja mikronide vahemikus) .
Põhjused:
- Tahke tahke kontaktpinna suurendamine: peened osakesed pakuvad suurema kontaktliidese, vähendades liidese impedantsi .
- Ioonide transporditee lühendamine: peened osakesed võivad LI⁺ transpordi kaugust lühendada aktiivse materjali ja tahke elektrolüüdi piires ning nendevahelise liidese juures .
- Ühtsema komposiidi saavutamine: komposiitelektroodide valmistamisel (aktiivne materjal + tahke elektrolüüt + juhtiv aine + sideaine) on iga komponendi osakeste suurus ja morfoloogia sobitamine ülioluline . tavaliselt peavad kõik komponendid saavutama võrreldava peenuse taseme, et segada ühtlast ja efektiivset ioonset/elektroonilist juhtivat võrku.
4. konkreetsete süsteemi erinevused:
- Sulfide tahkispatareid: kõrgeimad peenuste nõuded . sulfiidi elektrolüüdid (e . g ., LPS) tuleb tavaliselt teha alamikroniks või isegi nanosuurusteks osakesteks (D50 <1 μm), mis on vajalikud ka kõrgelt, et need on sageli vajalikud, et need on kõrged, mis on sageli ühendatud, et need on kõrged, ja mis on sageli ühendatud. Hea ioonitega võrk . maksimaalne osakeste suuruse juhtimine on väga range .
- Oxide solid-state batteries: Electrolytes (e.g., LLZO) are usually hard and have larger particle sizes (micron level). To improve contact, active materials (especially the cathode) also tend to use smaller particles (e.g., D50 1-5 μm) ja võib nõuda väikese koguse polümeersideaine või vedela niisutamise aine (kvaasi-tahe) . kõrgeid nõudeid ühtluse segamiseks .
- Polümeeri tahke olekuga akud: protsess on suhteliselt lähedal traditsiooniliste vedelate patareidele . polümeer-elektrolüütidel on teatav voolavus pärast kuumutamist . aktiivsete materjalide peenusute nõuded on sarnased või pisut kõrgemad kui vastavad vedelad süsteemid (e . g., kasutades peamiselt LFP-d). Transport . Polümeeri elektrolüüdi enda peenust (E. g., peokesi) tuleb ka kontrollida {.
- Anood (e {. g ., liitiummetall, ränipõhine): Kui kasutatakse liitiummetalli fooliumit, siis pole sujumisnõue ., kui kasutatakse komposiitide anode (E ..}, mis on Feenon. Räniosakeste ja tahkete elektrolüütide osakeste ühtsuse nõuete segamine on äärmiselt kõrge .
Vii . kokkuvõte ja võtmepunktid:
1. kõige rangemad nõuded:
Liitium-raudfosfaat nõuab oma olemusest madala juhtivuse . suure nikkeliga kolmepoolse (NCM811/NCA) ja aktiivsete materjalide/elektrolüütide sulfiidi tahkis-patareides kõrgeimat peenust (nanoskaala) ja aktiivsed materjalid/elektrolüüdid vajavad ka väga suurt peenust (sub-mikronit) {5} {5} {5} {5} {5} {5}.
2. suured peenusi nõuded:
Liitiumkoobaltoksiid, keskmine/madala nikkliga kolmekomponent ja aktiivsed materjalid oksiidi/polümeeri tahkis-akudes vajavad energiatiheduse, kiiruse jõudluse ja stabiilsuse . parandamiseks tavaliselt suurt peenust (D50 mitu mikronit)
3. mõõdukad peenuse nõuded:
Liitiumititanaat nõuab keskmist kuni peene peenust (d 50 1-5 μm), kiiruse jõudluse ja töötlemise tasakaalustatavat .
4. põhilised sõidufaktorid:
- Materiaalsete sisemiste defektide ületamine: LFP madal juhtivus on kõige tüüpilisem näide, mis nõuab ultrafineid .
- Kineetilise jõudluse parandamine (kiiruse võime): peaaegu kõik materjalid peavad vähendama osakeste suurust ioonide difusiooniteede lühendamiseks .
- Energiatiheduse suurendamine (tihenemistihedus): peened osakesed hõlbustavad tihedat pakkimist (eriti LCO, NCM) .
- Struktuurilise stabiilsuse ja tsükli eluea parandamine: eriti oluline kihiliste materjalide jaoks (LCO, NCM, NCA) . peened osakesed võivad vähendada pingepragusid ja külgreaktsioone . See on peamine põhjus
- Tahke tahke liidese optimeerimine (tahke olekuga akud): see on põhinõue, eristades tahkis akusid vedelatest akudest, suurendades üldiselt nõudlust peenemate osakeste järele ja ühtlasemat segamist .
5. kompromissiarvestused:
- Peenus ei ole alati peenemad, seda parem . liiga peened osakesed võivad põhjustada:
- Dramatically increased specific surface area -> High slurry viscosity, difficult dispersion, low solid content, increased binder/conductive agent usage ->Suurenenud kulud, suurem protsessiraskused, energiatiheduse potentsiaalne vähendamine .
- High surface activity ->Raskendatud külgreaktsioonid (tarbides elektrolüütide/liitiumiallikat, gaasi genereerimine), tsükli jõudlus võib selle asemel väheneda (eriti väga reageerivate materjalide, näiteks kõrge nikliga) .
- Severe particle agglomeration ->Mõjutab ühtsust ja jõudlust
- Seetõttu on iga aku materjali optimaalne läga peenus hoolika kompromisside ja selle materiaalsete omaduste, jõudluse eesmärkide (energia, võimsus, eluiga, ohutus) ja protsesside teostatavuse/kulude . tootjad määravad tavaliselt kõige sobivama peenusuuringute vahemiku, mis põhineb konkreetsetel materiaalsetel tarnijatel, protsessiseadmetel, ja toote positsioonil, tavaliselt määravad tavaliselt kõige sobivamad peenusuuringute vahemikus . tootjad.
JuuresTOB Uus energia, oleme pühendunud teie strateegilise partneriks, et edendada energiasalvestuse tehnoloogiaid .. Me anname järgmise põlvkonna liitiumaku tootmise täpsuse kaudu.aku segamissüsteemid, elektroodide ettevalmistamise süsteemid, aku montaažiliin, intelligentsed akude tootmisliinid ja suure jõudlusegaaku materjalid. Meie pakkumised laienevad tipptasemel aku tootmise seadmetele ja akutestijatele, tagades sujuva integreerimise akutootmise igas etapis ., keskendudes kvaliteedile, jätkusuutlikkusele ja koostööle, pakume lahendusi, mis kohanevad arenevate tööstuse nõudetega ., kas olete optimeeritud olemasolevateks osadeks, meie seas meie seas. Reageeriv teenus . loome koos energiasalvestuse tulevik . võtke meiega ühendust täna, et uurida, kuidas meie integreeritud lahendused saavad teie edu kiirendada .
