Ιστορικό ανάπτυξης μπαταριών λιθίου
Μετά από δεκαετίες ανάπτυξης, οι μπαταρίες λιθίου έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως και έχουν αναπτυχθεί δυναμικά. Τώρα έχουν γίνει υποκατάστατο των παραδοσιακών πηγών ενέργειας. Τι είδους διαδικασία ανάπτυξης έχουν περάσει οι μπαταρίες λιθίου; Ας ΡΙΞΟΥΜΕ μια ΜΑΤΙΑ:
1. Στη δεκαετία του 1970, το MS Whittingham της Exxon χρησιμοποίησε θειούχο τιτάνιο ως υλικό καθόδου και μεταλλικό λίθιο ως υλικό ανόδου για να φτιάξει την πρώτη μπαταρία λιθίου.
2. Το 1980, ο J. Goodenough ανακάλυψε ότι το οξείδιο του κοβαλτίου λιθίου μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως υλικό καθόδου για μπαταρίες ιόντων λιθίου.
3. Το 1982, οι RR Agarwal και JR Selman του Ινστιτούτου Τεχνολογίας του Ιλινόις ανακάλυψαν ότι τα ιόντα λιθίου έχουν τα χαρακτηριστικά του παρεμβαλλόμενου γραφίτη. Αυτή η διαδικασία είναι γρήγορη και αναστρέψιμη. Ταυτόχρονα, οι κίνδυνοι για την ασφάλεια των μπαταριών λιθίου από μεταλλικό λίθιο έχουν προσελκύσει μεγάλη προσοχή. Ως εκ τούτου, οι άνθρωποι προσπάθησαν να φτιάξουν επαναφορτιζόμενες μπαταρίες χρησιμοποιώντας τα χαρακτηριστικά των ιόντων λιθίου που είναι ενσωματωμένα στον γραφίτη. Το πρώτο διαθέσιμο ηλεκτρόδιο γραφίτη ιόντων λιθίου παρήχθη με επιτυχία δοκιμαστικά από την Bell Laboratories.
4. Το 1983, οι M. Thackeray, J. Goodenough και άλλοι ανακάλυψαν ότι το σπινέλιο μαγγανίου είναι ένα εξαιρετικό υλικό καθόδου, με χαμηλή τιμή, σταθερότητα και εξαιρετική αγωγιμότητα και αγωγιμότητα λιθίου. Η θερμοκρασία αποσύνθεσής του είναι υψηλή και η οξείδωσή του είναι πολύ χαμηλότερη από αυτή του οξειδίου του κοβαλτίου του λιθίου. Ακόμα κι αν υπάρχει βραχυκύκλωμα ή υπερφόρτιση, μπορεί να αποφευχθεί ο κίνδυνος καύσης και έκρηξης.
5. Το 1989, οι A. Manthiram και J. Goodenough ανακάλυψαν ότι ένα θετικό ηλεκτρόδιο με ένα ανιόν πολυμερούς θα παρήγαγε υψηλότερη τάση.
6. Το 1991, η Sony κυκλοφόρησε την πρώτη εμπορική μπαταρία ιόντων λιθίου. Στη συνέχεια, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έφεραν επανάσταση στο πρόσωπο των ηλεκτρονικών ειδών ευρείας κατανάλωσης.
7. Το 1996, ο Padhi και ο Goodenough ανακάλυψαν ότι τα φωσφορικά άλατα με δομή ολιβίνης, όπως το φωσφορικό λίθιο σίδηρο (LiFePO4), είναι ανώτερα από τα παραδοσιακά υλικά καθόδου και επομένως έχουν γίνει τα σημερινά κύρια υλικά καθόδου.
Λόγω των πολύ ενεργών χημικών ιδιοτήτων του μετάλλου λιθίου, η επεξεργασία, η αποθήκευση και η χρήση του μετάλλου λιθίου έχουν πολύ υψηλές περιβαλλοντικές απαιτήσεις. Επομένως, η παραγωγή μπαταριών λιθίου πρέπει να πραγματοποιείται υπό ειδικές περιβαλλοντικές συνθήκες. Ωστόσο, λόγω των πολλών πλεονεκτημάτων των μπαταριών λιθίου, οι μπαταρίες λιθίου χρησιμοποιούνται ευρέως σε ηλεκτρονικά όργανα, ψηφιακές και οικιακές συσκευές. Ωστόσο, οι περισσότερες μπαταρίες λιθίου είναι δευτερεύουσες μπαταρίες, ενώ υπάρχουν και μπαταρίες μιας χρήσης. Μερικές δευτερεύουσες μπαταρίες έχουν κακή διάρκεια ζωής και ασφάλεια.
Αργότερα, η Sony Corporation της Ιαπωνίας' εφηύρε μια μπαταρία λιθίου με υλικό άνθρακα ως αρνητικό ηλεκτρόδιο και ένωση που περιέχει λίθιο ως θετικό ηλεκτρόδιο. Κατά τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης, δεν υπάρχει μεταλλικό λίθιο, μόνο ιόντα λιθίου. Αυτή είναι μια μπαταρία ιόντων λιθίου. Όταν η μπαταρία φορτίζεται, δημιουργούνται ιόντα λιθίου στο θετικό ηλεκτρόδιο της μπαταρίας και τα παραγόμενα ιόντα λιθίου μετακινούνται στο αρνητικό ηλεκτρόδιο μέσω του ηλεκτρολύτη. Ο άνθρακας ως αρνητικό ηλεκτρόδιο έχει μια πολυεπίπεδη δομή. Έχει πολλούς μικροπόρους. Τα ιόντα λιθίου που φτάνουν στο αρνητικό ηλεκτρόδιο είναι ενσωματωμένα στους μικροπόρους του στρώματος άνθρακα. Όσο περισσότερα ιόντα λιθίου εισάγονται, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα φόρτισης. Ομοίως, όταν η μπαταρία αποφορτιστεί (δηλαδή η διαδικασία που χρησιμοποιούμε την μπαταρία), τα ιόντα λιθίου που είναι ενσωματωμένα στο στρώμα άνθρακα του αρνητικού ηλεκτροδίου απελευθερώνονται και επιστρέφουν στο θετικό ηλεκτρόδιο. Όσο περισσότερα ιόντα λιθίου επιστρέφουν στο θετικό ηλεκτρόδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η ικανότητα εκφόρτισης. Αυτό που συνήθως ονομάζουμε χωρητικότητα μπαταρίας αναφέρεται στη χωρητικότητα εκφόρτισης. Κατά τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης του Li-ion, τα ιόντα λιθίου βρίσκονται σε κατάσταση κίνησης από θετικό ηλεκτρόδιο σε αρνητικό ηλεκτρόδιο σε θετικό ηλεκτρόδιο. Οι μπαταρίες Li-ion είναι σαν μια κουνιστή καρέκλα. Τα δύο άκρα της κουνιστή πολυθρόνας είναι οι δύο πόλοι της μπαταρίας και το ιόν λιθίου τρέχει μπρος-πίσω στην κουνιστή πολυθρόνα σαν αθλητής. Έτσι οι μπαταρίες ιόντων λιθίου ονομάζονται επίσης μπαταρίες κουνιστή καρέκλας.
Με την ευρεία χρήση ψηφιακών προϊόντων όπως κινητά τηλέφωνα, φορητοί υπολογιστές και άλλα προϊόντα, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν χρησιμοποιηθεί ευρέως σε τέτοια προϊόντα με εξαιρετική απόδοση και έχουν εξελιχθεί σταδιακά σε άλλες εφαρμογές προϊόντων τα τελευταία χρόνια. Το 1998, το Tianjin Power Research Institute ξεκίνησε την εμπορική παραγωγή μπαταριών ιόντων λιθίου. Παραδοσιακά, οι άνθρωποι αναφέρονται στις μπαταρίες ιόντων λιθίου ως μπαταρίες λιθίου, αλλά αυτοί οι δύο τύποι μπαταριών είναι διαφορετικοί. Τώρα οι μπαταρίες ιόντων λιθίου έχουν γίνει το κύριο ρεύμα.
Σύμφωνα με τα στοιχεία της"της Κίνας's Lithium Battery Industry Market Forecast and Investment Strategic Planning Analysis Report", το εκκρεμές πρόβλημα του λιθίου της Κίνας' Η βιομηχανία μπαταριών είναι η αμείωτη επένδυση στη βιομηχανική αλυσίδα, ενώ ο άτακτος ανταγωνισμός εντείνεται, η ζήτηση κατάντη συνεχίζει να αποδυναμώνεται και η βιομηχανία αγωνίζεται να προχωρήσει στην Κίνα. Η αναπτυξιακή πορεία της βιομηχανίας μπαταριών λιθίου είναι βασικά μια ανάπτυξη και διαμόρφωση της βάσης. Οι επιχειρήσεις είναι βασικά μια ενιαία επιχειρηματική λειτουργία. Τα χαρακτηριστικά είναι: περιορισμένη δύναμη, μικρή κλίμακα, υψηλή πίεση επιβίωσης και δύσκολη βιώσιμη ανάπτυξη. Ωστόσο, λόγω του τεράστιου χώρου της αγοράς για νέα ενεργειακά οχήματα και της συνεχούς υποστήριξης των κυβερνητικών πολιτικών, η επένδυση στην αλυσίδα βιομηχανίας μπαταριών λιθίου της Κίνας' δεν έχει μειωθεί και ο άτακτος ανταγωνισμός στον κλάδο έχει ενταθεί.
Ο κατασκευαστικός σύνδεσμος χαμηλού επιπέδου έχει σοβαρή πλεονάζουσα παραγωγική ικανότητα και ο σύνδεσμος υψηλής ποιότητας έχει ανεπαρκείς επενδύσεις και η τιμή των πρώτων υλών μπαταριών λιθίου συνέχισε να μειώνεται. Από το μονοπάτι της βιομηχανικής ανάπτυξης, που βασίζεται στον τομέα των ηλεκτρονικών ευρείας κατανάλωσης, είναι κανονικό μονοπάτι ανάπτυξης η χρήση μικρών και μεσαίων μπαταριών λιθίου όπως ηλεκτρικά εργαλεία και ηλεκτρικά ποδήλατα ως ευκαιρίες ανάπτυξης, και στη συνέχεια σε υβριδικές μπαταρίες και τέλος σε καθαρές ηλεκτρικές μπαταρίες. Επί του παρόντος, τα ηλεκτρικά εργαλεία και τα ηλεκτρικά ποδήλατα εξακολουθούν να κυριαρχούνται από μπαταρίες νικελίου-καδμίου και μολύβδου-οξέος και η εφαρμογή των μπαταριών λιθίου αναπτύσσεται αργά. η κύρια υβριδική τεχνολογία βρίσκεται στο εξωτερικό και τα προϊόντα υβριδικών αυτοκινήτων είναι κυρίως ξένες μάρκες. Από την προοπτική της εθνικής υποστήριξης, περισσότερη κλίση στα αμιγώς ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, επειδή τα καθαρά ηλεκτρικά υλικά και τεχνολογίες απέχουν ακόμη πολύ από την εφαρμογή μεγάλης κλίμακας, η ζήτηση είναι ανεπαρκής και η αλυσίδα βιομηχανίας μπαταριών λιθίου αντιμετωπίζει μια ενοχλητική κατάσταση αμείωτων επενδύσεων αλλά χαμηλής ζήτησης.
Αν και ο δρόμος είναι στριμωγμένος, οι προοπτικές εξακολουθούν να είναι λαμπρές. Τα εγχώρια υλικά μπαταριών ανάντη έχουν ήδη βγει από την περίοδο εισαγωγής και έχουν εισέλθει σε μια περίοδο ταχείας ανάπτυξης. Επί του παρόντος, έχουν αναδυθεί διάφορες εταιρείες υλικών με διεθνή προηγμένα επίπεδα. Αυτές οι εταιρείες επικεντρώνονται στην ανάπτυξη βασικής τεχνολογίας και συνεργάζονται μαζί τους για να αναπτύξουν από κοινού προϊόντα για τις διαφορετικές ανάγκες των κατάντη πελατών. Μέσω των ισχυρών δυνατοτήτων τεχνικής ανάπτυξης και των δυνατοτήτων εξυπηρέτησης πελατών, έχει κερδίσει την αναγνώριση των πελατών και έχει εισέλθει συνεχώς στο σύστημα εφοδιαστικής αλυσίδας κορυφαίων κατασκευαστών μπαταριών. Ενισχύουν περαιτέρω τη δική τους δύναμη μέσω της συνεργασίας και της συνεργασίας και επιτυγχάνουν έναν ενάρετο κύκλο.
Με την ταχεία πρόοδο της βασικής τεχνολογίας και τη συνεχή αύξηση του μεριδίου αγοράς μεταξύ ορισμένων εγχώριων κολοσσών υλικών, οι ισχυροί θα παραμείνουν ισχυροί. Αυτό είναι το επίκεντρό μας. Από τη σκοπιά του midstream Cell και του downstream Pack, πολλές σημαντικές καταναλωτικές συσκευές επιλέγουν αυτήν τη στιγμή την Κίνα ως βάση συναρμολόγησης. Αυτό επέτρεψε επίσης στην Ιαπωνική και Κορεατική μονάδα κυψελών μπαταριών και στα εργοστάσια συναρμολόγησης μπαταριών να εγκατασταθούν επίσης στην Κίνα, ενώ η παραγωγική ικανότητα των εγχώριων κατασκευαστών αναπτύσσεται επίσης γρήγορα. Στο τμήμα κυψελών midstream, προκειμένου να αντιμετωπίσουν τη σταδιακή πτώση των τιμών των προϊόντων, όλο και περισσότεροι κατασκευαστές περιορίζουν τη συναρμολόγηση και την επεξεργασία μπαταριών, συμπεριλαμβανομένων των Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD κ.λπ., ειδικά σε τετραγωνικές μπαταρίες και μπαταρίες πολυμερούς, οι οποίες είναι πλήρως κατειλημμένες. Ο ρόλος τροφοδοσίας του συγκροτήματος κυψελών μπαταρίας. Δεδομένου ότι οι περισσότερες από τις πρισματικές μπαταρίες χρησιμοποιούνται σε προϊόντα κινητής τηλεφωνίας, σχεδόν όλες συναρμολογούνται από εργοστάσια κυψελών μπαταριών. Σχεδόν όλες οι μεμονωμένες κυψέλες των μπαταριών πολυμερούς συναρμολογούνται πλήρως από τα εργοστάσια κυψελών μπαταριών ανεξάρτητα. Μόνο οι εφαρμογές πολλαπλών σειρών και παράλληλων θα συναρμολογούνται και θα υποβάλλονται σε επεξεργασία από το εργοστάσιο συναρμολόγησης. Το Midstream Cell και το Downstream Pack έχουν εξελιχθεί σταδιακά από μια καθαρή σχέση upstream-downstream στο παρελθόν σε μια συνεργατική και ανταγωνιστική σχέση. Η σχέση μεταξύ του ανταγωνισμού θα αυξηθεί σταδιακά στο μέλλον.
