U litijum-jonskoj proizvodnji baterije (uglavnom se odnosi na sitnicu elektrode) ključni je parametar koji utječe na performanse elektrode (kao što su kapaciteti, specifikacijski vijek kantice za promenu (obično mjerene indikatorima distribucije čestica poput D50, D90, DMAX) zbog unutarnjih karakteristika svoje pozitivne / negativne elektrode Aktivni materijali (kao što su kristalna struktura, jonska / elektronska provodljivost, specifična površina, mehanička čvrstoća, reaktivnost) i različiti zahtjevi za mikrostrukturu elektrode .
Slijedi detaljna analiza zahtjeva za finoću za rezanje za velike vrste baterija:
I . Litijum kobaltne oksid (LCO) baterije
1. Karakteristike materijala:
Slojevita struktura (R -3 m), visoki teorijski kapacitet (~ 274 mAh / g), visoka gustoća sabijanja, ali relativno loša strukturna stabilnost (posebno na visokim naponima), životni vijek i toplinsku stabilnost, visoki trošak. .
2. Zahtevi za finovanje):
Potrebna je visoka finoća . obično zahtijeva D50 u rasponu od 5-8 μm, D90 <15 μm, maksimalne veličine čestica DMAX <20-25 μm .
3. Razlozi:
- Visoke performanse: Fine čestice skraćuju litijum-jonsku difuzijsku stazu unutar čestica, olakšavanje visoke brzine punjenja i pražnjenja .
- Visoka gustoća sabijanja: fine čestice mogu se čvrsto pakovati, povećavajući gustoću sabijanja elektroda i volumetrijsku gustoću energije .
- Smanjenje bočnih reakcija / poboljšanje biciklizma: male i ujednačene čestice pomažu u jednoličnijoj filmskoj filmu od solidne elektrolite (SEI), smanjujući pukotine uzrokovane lokalizovanim koncentracijom stresa u velikim relacijama, poboljšanje stabilnosti ciklusa (posebno na visokim naponima) .
- Smanjenje polarizacije: Smanjenje veličine čestica može niži otpor prijenosa i koncentracija za prijenos punjenja .
II . baterije litijum-gvožđeh fosfate (LFP)
1. Karakteristike materijala:
Struktura olivine (PNMA), izuzetno stabilna struktura (jaka PO veže), odlična toplotna sigurnost, niska cijena ., međutim, i elektronska provodljivost i ionska vodljivost su niska, visoravni sabijanje i visoravni sabijanja su niski .
2. Zahtevi za finoću:
Potrebno je vrlo visoka finoća . obično zahtijeva D50 u rasponu od 0.2-1.0 μm ({2-3 μm ({2-3 μm . Ovo je najveći zahtjev finolizma među svim mainstream litijum-jonskim baterijskim materijalima .
3. Razlozi:
- Prevladavanje intrinzične niske provodljivosti: Ovo je osnovni razlog . LFP-ova izuzetno mala elektronička i jonska provodljivost glavno je grlo za svoj učinak . nanoziranje (D50<1μm) is a key strategy to improve rate capability, significantly shortening the transport paths of electrons and lithium ions.
- Poboljšanje performansi brzine: Nanočestici omogućavaju mogućnost velike brzine / pražnjenje .
- Poboljšanje gustoće slavine: Iako sami nanočestici imaju nisku gustoću slavine, kroz razumnu morfologiju čestica (kao što su sferoidizacija) i procesi saveznih / elektroda, sitne primarne čestice mogu poboljšati gustoću sabijanja elektroda (iako je još niža od LCO / NCM) .
- Potpuno iskorištavanje kapaciteta: osigurava sve čestice u potpunosti sudjelovati u elektrohemijskoj reakciji, izbjegavajući nereaktivne "mrtve zone" unutar velikih čestica .
III . NCM baterije (Liniₓcoᵧmn₂o₂)
1. Karakteristike materijala:
Slojevita struktura (R -3 m), kombinira visoki kapacitet litijumskih kobalta, velikih kapaciteta litijumske niklove i stabilnost / niske troškove litijumskog mangana .. 811) . Viši sadržaj nikla dovodi do većeg kapaciteta i gustoće energije, ali veći izazovi u strukturnoj stabilnosti i sigurnosti .
2. Zahtevi za finoću:
Potrebna je visoka finoća, ali specifični zahtjevi postaju stroži s povećanjem sadržaja nikla .
Srednji / nizak nikl (E . g ., NCM523 i dolje): D50 obično 6-10 μm, D90 <18-22 μm .
Visok nikl (E . g ., NCM622, 811, NCA): D50 zahtijeva sitnije čestice, obično 3-8 μm (posebno 811 / NCA ima sitnije), D90 <12-15 μm, stroga kontrola DMAX <20 μm .
3. Razlozi:
- Visoka performanse gustoće energije / brzine: fine čestice pomažu povećati performanse gustoće sabijanja i ocjene (skraćivanje putanje difuzije) .
- Poboljšanje strukturne stabilnosti materijala visokog nikla: visoki niklovni materijali (visoka reaktivnost) skloniji su strukturnoj degradaciji (E . g .}, faza tranzicije, mikrocrake) tokom biciklizma .
- Fine i monodibre čestice mogu: smanjiti koncentraciju stresa unutar čestica i pokretanja pukotina / širenje .
- Formirajte uniformiraniji i stabilniji CEI film, smanjujući potrošnju elektrolita i prolazna metalna raspuštanja od metala .
- Ublažiti pulverizam čestica tokom biciklizma, poboljšavajući život ciklusa .
- Smanjite interfacijsku impedansu / polarizaciju: slično LCO .
- Sigurnosna razmatranja: Fineer čestice imaju relativno bolju rasipanje topline i stabilnije strukture, pomažući u poboljšanju sigurnosti (posebno za visoke niklovne materijale) .
IV . NCA baterije (Liniₓcoᵧal₂o₂)
1. Karakteristike materijala: Vrlo sličan NCM-u visokog nikla (visok kapacitet, visoka denziteta za energetiku) za poboljšanje strukturne stabilnosti i ciklusa, ali obrada izazova (E . g ., osetljivost na vlagu) i sigurnosni izazovi ostaju .
2. Zahtevi za finoću:
Potrebna je vrlo visoka finoća, blizina ili ekvivalenta visokog nikla NCM-a (e . g ., 811) . D50 tipično 3-7 μm, D90 <12-15 μm, stroga kontrola Dmax .
3. Razlozi:
Identično visokog nikla NCM-a . jezgra leži u maksimiziranju strukturne stabilnosti, životnog ciklusa i sigurnosti kroz nano-dimenzioniranje / fine čestice dok slijede visoku gustoću energije .
V . baterije litijum titanata (LTO))
1. Karakteristike materijala:
Spinel Structura (FD -3 m), koristi se kao anoda . karakteristika "nulta", ultra dugi ciklus (preko 10, 000 ciklusa i izuzetno visok napon (~ 1 . 55V vs li + / li) dovodi do niske gustoće punog ćelija i niske gustoće energije.
2. Zahtevi za finoću:
Potrebna je srednja do fine finoće . D50 tipično u rasponu od 1-5 μm, D90 <{10-15 μSer-u . grubim od LFP-a, eventualno blago finiše ili uporedive sa nekim NCM / LCO .
3. Razlozi:
- Visoke performanse: LTO ima dobru provodljivost, ali veličina fine čestice je i dalje efikasna sredstva za poboljšanje ultra visokih performansi (E {{. g ., skraćivanje punjenja li⁺-faznog difuzije .
- Povećavanje gustoće sabijanja: Iako je LTO "nulta naprezanje", povećavajući gustoću sabijanja i dalje pomaže poboljšati volumetrijsku gustoću energije (uprkos svojoj niskoj apsolutnoj vrijednosti) .
- Smanjenje impedance elektrode: fine čestice olakšavaju formiranje čvršće provodljive mreže .
- Balansiranje obradivost i performanse: Prekomjerno likovni LTO nanočestici imaju veliku specifičnu površinu, što značajno povećava čvrste sadržaje, povećava se na strani / provodljivosti, nano-dimenzioniranjem povećava površinsku aktivnost), da li je zahtjev za finovanje ravnoteža između visokih performansi i Obradivost / COST.
VI . Solid-State baterije (SSB)
1. Važna napomena:
"Slijedene baterije" pokrivaju razne tehničke rute (polimer, oksid, sulfidni elektrolite), a raznolik je i materijal sa negativnim / negativnim elektrodama ili novim materijalima poput finoća mangana, ali vrlo su složeni i vrlo ovisni o specifičnom sistemu, ali postoje neki uobičajeni trendovi .
2. Osnovni izazov:
SOLID-čvrsti međufacijalni kontakt . u tečnim baterijama, elektrolit može vlažiti i napuniti pore, dok su čvrsti elektrolit kruti čestice, a tačka kontakt sa aktivnim materijalima vodi do ogromne međuokretne izazove čvrstih državnih baterija .
3. Trendovi zahteva za finoću:
Općenito je potrebna viša finoća: I aktivni materijal i čvrste čestice elektrolita obično zahtijevaju finu veličinu čestica (D50 često u pod-mikronu do mikrona) .
Razlozi:
- Povećanje čvrstog čvrstog kontaktnog područja: fine čestice pružaju veće kontakt sučelje, smanjujući interfejsna impedancija .
- Skraćivanje ionskog transportnog puta: fine čestice mogu skratiti distancu za prijevoz LI⁺ unutar aktivnog materijala i čvrste elektrolite, a na sučelju između njih .
- Postizanje ujednačenijeg kompozita: Prilikom kompozitnih elektroda (aktivni materijal + volni agent + vezivanje i morfološka podudaranje svake komponente su ključne . da bi se sve komponente trebale ujednačene i formirati efikasne ionske / elektronske provodljive mreže .
4. Specifične razlike u sistemu:
- Sulfide Solid-State baterije: Najviša finoličnost ({1}} Sulfidni elektroliti (E {{. g {.), LPS) obično trebaju biti u sub-mikronu ili čak i nano-veličine, a istovremeno je potrebno da se ujednače u miljenju nano (često korištenjem glodanja s visokim energijom) da bi se formiralo dobar ion-perkolirajuće Mreža . Kontrola maksimalne veličine čestica je vrlo stroga .
- {{3} eltrolites (E . g . g {{{{. g . G {{{{. g .. (Quasi-solid) . Veliki zahtjevi za miješanje ujednačenosti .
- Polimerne čvrste baterije: Proces je relativno blizu tradicionalnih tečnih baterija . Polimerni elektroliti imaju određenu fluidnost nakon zagrijavanja . finoće za aktivne materijale (E {{. g ., koristeći LFP, NCM), uglavnom za bolji interfecijalni kontakt i ion transport . polimer Sam elektrolit (E . g ., čestice za peo) takođe treba kontrolirati .
- Anoda (E . g ., silicijum): Ako se koristi litijum-metalna folija, ne postoji finoće o sablasnoj konosnosti . ako su kompozitne anode (e {{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{{-a grafit pomiješan sa čvrstim elektrolitom), finovanje i miješanje čestica silicijuma i čvrste čestice elektrolita Izuzetno visok .
VII . Sažetak i ključne tačke:
1. Najstrosniji zahtevi:
Litijum gvožđe fosfat zahteva najveću finoću (nanoskale) zbog svoje intrinzične niske provodljivosti . visokog nikla (NCM811 / NCA) i aktivni materijali / elektroliti u sulfidnim čvrstim baterijama takođe zahtijevaju vrlo visoku finoću (mikrona do mikrona).
2. Zahtevi za visoku finoću:
Litijum-kobaltni oksid, srednje / nizak nikl ternar, a aktivni materijali u oksidu / polimeru čvrstim državnim baterijama obično zahtijevaju visoku finoću (D50 nekoliko mikrona) za poboljšanje gustoće energije, performansi i stabilnosti .
3. Umetni zahtevi za finoću:
Litijum titanat zahtijeva srednje do fine finoće (D 50 1-5 μm), uravnotežuju performanse i obradivost .
4. Osnovni faktori vozača:
- Prevladavajući materijal intrinzički nedostaci: Niska provodljivost LFP-a je najnižiji primjer koji zahtijevaju ultraficinske čestice .
- Poboljšanje kinetičke performanse (sposobnost stope): Gotovo svi materijali trebaju smanjiti veličinu čestica za skratiti ionske difuzijske staze .
- Povećanje gustoće energije (gustoća sabijanja): Fine čestice olakšavaju čvrsto pakovanje (posebno za LCO, NCM) .
- Poboljšanje konstrukcijske stabilnosti i životnog vijeka: Posebno važno za slojevite materijale (LCO, NCM, NCA) . Fine čestice mogu umanjiti stresne pukotine i bočne reakcije . ovo je ključni razlog zašto visoki niklovni materijali nastavljaju fine čestice.
- Optimiziranje čvrstom čvrstom sučeljem (Solid-State baterije): Ovo je osnovni zahtjev koji razlikuju čvrste državne baterije iz tečnih baterija, univerzalno voze potražnju za sitnijim česticama i uniformnim miješanjem .
5. Trmoe-off razmatranja:
- Finoća nije uvijek finija, to je bolje . pretjerano sitne čestice mogu uzrokovati:
- Dramatically increased specific surface area -> High slurry viscosity, difficult dispersion, low solid content, increased binder/conductive agent usage ->Povećani troškovi, veće poteškoće u procesu, potencijalno smanjenje gustoće energije .
- High surface activity ->Pogoršane bočne reakcije (konzumiranje elektrolita / izvor litijuma, generacija plina), čineći ciklus mogu se umjesto toga smanjiti (posebno za visoko reaktivne materijale poput visokog nikla) .
- Severe particle agglomeration ->Utječe na uniformnost i performanse
- Stoga je optimalna finoću za svaku bateriju rezultat je pažljivih materijala i optimizacije između njegovih materijala, ciljeva izvodstva (energije, snage / troškova . obično određuju najprikladniji raspon finoćom zasnovan na određenim dobavljačima materijala, oblikovanja, procesne opreme i pozicioniranja proizvoda .
UTob Nova energija, Zalažemo se da smo vaš strateški partner u napretku tehnologija za skladištenje energije . osnažimo proizvodnju litijumske baterije nove generacije putem preciznostiSistemi za miješanje baterije, Sistemi za pripremu elektrode, linija za montažu baterije, inteligentne linije za proizvodnju baterije i visoke performanseMaterijali za baterije. Naše ponude se pružaju na vrhunsku opremu za proizvodnju baterije i testiranje baterije, osiguravajući bešavnu integraciju u svakoj fazi proizvodnje baterije {. da li se optimiziraju evolcirajućim dizajnom ili pionirnim baterijama za nove generacije, naš tim je tu da podrži vaše ciljeve sa tehničkom ekspertizom i reagiraju Servis . Sagradimo budućnost skladištenja energije. . Kontaktirajte nas danas da bismo istražili kako naša integrisana rješenja mogu ubrzati vaš uspjeh .
