전원 배터리의 사전 리튬화 "그림"

고급 전력 및 에너지 저장 배터리에 대한 시장의 수요가 확대되고 있으며 더 높은 에너지 밀도를 추구함에 따라 전력 배터리 제조업체는 새로운 기술을 적용하고 업계의 "천장"에 끊임없이 도전하고 있습니다.새로운 기술 변화로 인한 제품 이점은 배터리 회사가 공급망에서 담화력을 놓고 경쟁하는 새로운 출발점이 될 수 있습니다.

전극의 경우 리튬 이온을 저장하는 "용기"로서 더 높은 용량의 새로운 전극 재료를 선택하는 것이 에너지 "천장"을 깨는 직접적인 수단입니다."컨테이너" 자체의 재료에 열심히 노력하는 것 외에도 전극의 사전 석회화는 배터리의 전체 용량과 에너지 밀도를 직접적으로 개선하는 효과적인 방법입니다.

그러나 "대규모 생산 확장" 기간 동안 전원 배터리의 대량 생산은 주로 안전하고 산업적으로 성숙한 재료의 적용을 기반으로 하며 새로운 전극 재료의 산업화는 아직 초기 단계에 있습니다.생산 확장이 거의 끝나감에 따라 현재 제조 공정을 기반으로 사전 석화 기술의 구현을 촉진하는 것이 더 타당합니다.

사전 리튬 기술 음극에 쉬운 양극

리튬 배터리의 첫 번째 충전 과정에서 전해질은 음극 표면에서 환원 및 분해되어 고체 전해질 상 계면(SEI) 피막을 형성하고 리튬 이온을 소비하여 초기 사이클 및 쿨롱 효율(ICE)이 낮아집니다. , 리튬 배터리의 용량과 에너지 밀도를 줄입니다.사전 리튬화는 리튬을 첨가하여 리튬 이온의 손실을 줄여 배터리 용량과 에너지 밀도를 향상시키는 효과를 달성함으로써 이루어집니다.

산업화 측면에서 음극의 리튬 보충은 직접적이지만 어렵다.현재 주요 경로는 리튬 포일, 리튬 분말 또는 첨가제를 통해 달성할 수 있는 환원 리튬을 보충하는 것입니다.

어려움은 음극에 대한 리튬 보충 공정의 어려움에 있습니다.기존의 전극 준비 환경은 습한 반면, 환원 리튬은 반응성이 높아 환원 리튬을 안정화하고 표면을 개질합니다.공정의 어려움 외에도 보조 환원성 리튬이 예비석화 역할을 하지 못하면 죽은 리튬으로 전환돼 리튬 진화로 이어진다.

양극은 기존 리튬 배터리 제조 공정과 더 호환되는 리튬 보충제를 추가하여 "간접 리튬 보충"을 달성합니다.리튬 보충제를 추가하면 충전 중에 리튬 이온이 음극으로 밀려납니다.이상적인 양극 리튬 보충제는 높은 비에너지, 안정성 및 배터리 재료 시스템과의 호환성이라는 특성을 가져야 합니다.

특허의 연속 상륙

배터리 에너지 밀도의 추가 증가를 달성하기 위한 새로운 기술 "레이스 트랙"으로서 전력 배터리 회사 및 재료 회사는 리튬 전 기술에 대한 "야심"이 있으며 리튬 전 기술에 대한 특허 레이아웃을 연속적으로 시작했습니다.

관련 기업의 특허 레이아웃의 관점에서 다양한 기업은 양극 및 음극의 사전 석화 기술을 탐색했습니다.그러나 타당성 측면에서 양극 리튬 보충제의 산업화는 구현이 어렵지 않으며 관련 특허를 중심으로 추가적인 산업화를 추진할 수 있다.

2021년 Ningde Times가 발행한 특허에는 리튬 실리콘 합금 리튬 보충제의 합성 방법이 포함되어 있습니다.리튬 보충제의 첨가 위치는 양극 표면, 집전체 및 양극 사이를 덮어 배터리의 초기 효율(80% 미만에서 거의 100%까지), 사이클 수명 및 효과적으로 향상시킬 수 있습니다. 배터리 확장을 억제하십시오.

2021년에 Guoxuan High Tech는 양극 리튬 보충제, 즉 그래핀 산화물 코발트 산화 리튬 양극 리튬 보충제와 저비용 졸 겔 공정 양극 리튬 보충제에 대한 2개의 특허를 발행했습니다.

2020년 German Nano는 리튬 페라이트를 양극 리튬 보충제(lithium rich)로 합성하는 방법에 대한 특허를 발표했습니다.또한, German Nanometer는 양극 전구체 볼 밀링 장치에 양극 리튬 보충제를 마그네트론 스퍼터링한 후 전구체를 소성하여 양극 물질을 얻는 방법도 연구하였다.

리튬 보충제의 산업화 시작

산업화 측면에서 양극 리튬 보충제는 큰 응용 가능성을 보여 기업은 양극 리튬 보충제의 산업화를 시작했습니다.

2월 26일, 독일 나노미터 자회사 독일 Chuangyu의 연간 20000톤 리튬 보충제 프로젝트(1단계) 생산이 윈난성 취징에서 공식적으로 생산에 투입되었습니다.이 프로젝트는 현재 세계 최초로 대량 생산을 달성한 양극 리튬 보충 프로젝트인 것으로 파악된다.German Nano는 앞으로 연간 생산량이 20000톤인 Qujing Chuangjie 리튬 보충 프로젝트와 연간 생산량이 5000톤인 Chengdu Chuangjie 리튬 보충 프로젝트의 2단계 건설 프로세스를 가속화할 것이라고 말했습니다.

또한 Yanyi New Material의 새해가 시작된 후 독자적으로 개발한 LNO 및 LFO 양극 리튬 보충제가 2022년에 대량 생산되어 선적되었으며 국내외 주요 고객들로부터 인정을 받았다고 공개했습니다.제품의 프라이잉 셀 용량은 약 5GWh에 해당한다.Yanyi Materials는 우시에 새로운 리튬 보충 프로젝트와 연구소 프로젝트를 주선했으며 프로젝트가 완료되면 약 10000톤의 리튬 보충 용량을 추가할 것입니다.

실리콘 기반 음극의 점진적인 확장과 고급 전력 및 에너지 저장 배터리에 대한 리튬 보충에 대한 수요로 인해 사전 리튬화는 점차 리튬 배터리의 주요 개발 방향이 되고 있습니다.

현재 업계의 사전 석화 기술은 아직 탐색 단계에 있지만 리튬 보충제의 대량 생산으로 사전 석화의 적용이 가까워졌습니다.관련 예측에 따르면 2025년까지 리튬 보충제 시장은 100억 위안을 초과할 수 있습니다.트랙의 새로운 부분인 리튬 보충제를 둘러싼 경쟁은 이미 시작되었습니다.선발팀이 계속 선두를 달리고 있는지, 후발팀이 놀라운 도약을 했는지는 알 수 없습니다.