"Foto" van pre-lithificatie van power-accu's

De vraag van de markt naar hoogwaardige stroom- en energieopslagbatterijen neemt toe, en het streven naar een hogere energiedichtheid drijft fabrikanten van stroombatterijen ertoe nieuwe technologieën toe te passen, waardoor het "plafond" van de industrie voortdurend wordt uitgedaagd.De productvoordelen die nieuwe technologische veranderingen met zich meebrengen, kunnen een nieuw startpunt worden voor batterijfabrikanten om te strijden om de macht in de toeleveringsketen.

In termen van elektroden, als "container" voor het opslaan van lithiumionen, is het selecteren van nieuwe elektrodematerialen met een hogere capaciteit een direct middel om het energie "plafond" te doorbreken.Naast hard werken aan de materialen van de "container" zelf, is pre-lithificatie van de elektroden een effectieve manier om de algehele capaciteit en energiedichtheid van de batterij direct te verbeteren.

Tijdens de periode van "grootschalige productie-uitbreiding" is de massaproductie van power-batterijen echter voornamelijk gebaseerd op de toepassing van veilige en industrieel volwassen materialen en staat de industrialisatie van nieuwe elektrodematerialen nog in de kinderschoenen.Aangezien de productie-uitbreiding zijn einde nadert, is het haalbaarder om de implementatie van pre-lithificatietechnologie te bevorderen op basis van de huidige productieprocessen.

Pre-lithiumtechnologie Positieve elektrode gemakkelijk naar negatieve elektrode

Tijdens het eerste oplaadproces van een lithiumbatterij zal de elektrolyt verminderen en uiteenvallen op het oppervlak van de negatieve elektrode, waardoor een vaste elektrolytfase-interface (SEI)-film wordt gevormd, waarbij lithiumionen worden verbruikt, wat resulteert in een lage initiële cyclus en coulomb-efficiëntie (ICE) , waardoor de capaciteit en energiedichtheid van de lithiumbatterij afnemen.Prelithificatie wordt bereikt door lithium toe te voegen om het verlies van lithiumionen te verminderen, waardoor de batterijcapaciteit en energiedichtheid worden verbeterd.

In termen van industrialisatie is lithiumsuppletie voor negatieve elektroden direct maar moeilijk.Momenteel is de belangrijkste route het aanvullen van reducerend lithium, wat kan worden bereikt door middel van lithiumfolie, lithiumpoeder of additieven.

De moeilijkheid ligt in de moeilijkheid van het lithiumsupplementproces voor de negatieve elektrode.De bestaande omgeving voor de voorbereiding van de elektrode is vochtig, terwijl het reduceren van lithium een ​​hoge reactiviteit heeft, wat inhoudt dat het reducerende lithium wordt gestabiliseerd en aan het oppervlak wordt aangepast.Naast de moeilijkheid van het proces, zal het, als het aanvullende reducerende lithium niet de rol van pre-lithificatie speelt, worden omgezet in dood lithium, wat leidt tot lithiumevolutie.

De positieve elektrode bereikt "indirecte lithiumsuppletie" door lithiumsupplementen toe te voegen, wat beter compatibel is met bestaande productieprocessen voor lithiumbatterijen.Door een lithiumsupplement toe te voegen, worden tijdens het opladen lithiumionen naar de negatieve elektrode geduwd.Het ideale lithiumsupplement met positieve elektrode moet de kenmerken hebben van hoge specifieke energie, stabiliteit en compatibiliteit met het batterijmateriaalsysteem.

Opeenvolgende landing van patenten

Als een nieuwe technologie "racebaan" om een ​​verdere toename van de batterij-energiedichtheid te bereiken, zijn energiebatterijbedrijven en materiaalbedrijven "ambitieus" voor pre-lithiumtechnologie en hebben ze achtereenvolgens patentlay-outs rond pre-lithiumtechnologie gelanceerd.

Vanuit het perspectief van de patentlay-out van relevante ondernemingen hebben verschillende ondernemingen de technologie van voorlithificatie van positieve elektroden en negatieve elektroden onderzocht.Vanuit het oogpunt van haalbaarheid is de industrialisatie van lithiumsupplementen met positieve elektroden echter minder moeilijk te implementeren en kan verdere industrialisatie worden bevorderd rond relevante patenten.

Een patent uitgegeven door Ningde Times in 2021 omvatte een synthesemethode voor lithium-aanvulmiddelen van een lithium-siliciumlegering.De toevoegingslocatie van lithiumaanvulmiddelen bedekt het oppervlak van de positieve elektrode, de stroomcollector en tussen de positieve elektroden, wat de initiële efficiëntie van de batterij (van minder dan 80% tot bijna 100%), de levensduur en effectief kan verbeteren. batterij-uitbreiding tegengaan.

In 2021 heeft Guoxuan High Tech ook twee patenten uitgegeven op lithiumsupplementen met positieve elektroden, namelijk grafeenoxide, kobaltlithiumoxide, lithiumsupplementen met positieve elektroden en een goedkoop sol-gelproces met lithiumsupplementen met positieve elektroden.

In 2020 bracht German Nano een patent uit voor de synthesemethode van lithiumferriet als lithiumsupplement met positieve elektrode (lithiumrijk).Daarnaast heeft German Nanometer ook de methode bestudeerd van het magnetronsputteren van het positieve elektrode-lithiumsupplement op het kogelmolenapparaat voor de positieve elektrodeprecursor en vervolgens het calcineren van de precursor om het positieve elektrodemateriaal te verkrijgen.

Industrialisatie van lithiumsupplementen begint

In termen van industrialisatie hebben lithiumsupplementen met positieve elektroden een groot toepassingspotentieel getoond, en bedrijven zijn begonnen op weg naar industrialisatie van lithiumsupplementen met positieve elektroden.

Op 26 februari werd de jaarlijkse productie van 20.000 ton lithiumsupplementenproject (Fase I) van de Duitse Nanometer-dochter German Chuangyu officieel in productie genomen in Qujing, Yunnan.Het is duidelijk dat dit project momenteel het eerste lithiumsupplementproject met positieve elektroden ter wereld is dat massaproductie bereikt.German Nano verklaarde dat het in de toekomst het bouwproces van de tweede fase van het Qujing Chuangjie Lithium Supplement Project met een jaarlijkse productie van 20.000 ton en het Chengdu Chuangjie Lithium Supplement Project met een jaarlijkse productie van 5000 ton zal versnellen.

Bovendien werd na de opening van het nieuwe jaar van Yanyi New Material onthuld dat de onafhankelijk ontwikkelde LNO- en LFO-lithiumsupplementen met positieve elektrode in 2022 in massaproductie waren verzonden en waren erkend door toonaangevende internationale en binnenlandse klanten.De nieuwsgierige celcapaciteit van het product was gelijk aan ongeveer 5 GWh.Yanyi Materials heeft een nieuw lithiumsupplementproject en een onderzoeksinstituutproject in Wuxi geregeld en zal na voltooiing van het project ongeveer 10.000 ton lithiumsupplementcapaciteit toevoegen.

Met de geleidelijke uitbreiding van op silicium gebaseerde negatieve elektroden en de vraag naar lithiumsupplementen voor hoogwaardige stroom- en energieopslagbatterijen, wordt pre-lithificatie geleidelijk een belangrijke ontwikkelingsrichting voor lithiumbatterijen.

Momenteel bevindt de prelithificatietechnologie in de industrie zich nog in de verkenningsfase, maar met de massaproductie van lithiumsupplementen is de toepassing van prelithificatie nabij.Volgens relevante prognoses kan de markt voor lithiumsupplementen tegen 2025 de 10 miljard yuan overschrijden.De race rond het lithiumsupplement, een nieuw segment van het circuit, is al begonnen.Of de starters aan de leiding blijven, of dat de laatkomers een verrassende stap naar boven hebben gemaakt, blijft onbekend.