"Bild" på förlitifiering av kraftbatterier

Marknadens efterfrågan på avancerade kraft- och energilagringsbatterier växer, och strävan efter högre energitäthet driver tillverkare av kraftbatterier att tillämpa ny teknik, vilket ständigt utmanar branschens "tak".Produktfördelarna till följd av nya tekniska förändringar kan bli en ny utgångspunkt för batteriföretag att konkurrera om diskurskraft i leveranskedjan.

När det gäller elektroder, som en "behållare" för att lagra litiumjoner, är valet av nya elektrodmaterial med högre kapacitet ett direkt sätt att bryta energi-"taket".Förutom att arbeta hårt på själva "behållaren" är förlitifiering av elektroderna ett effektivt sätt att direkt förbättra batteriets totala kapacitet och energitäthet.

Under den "storskaliga produktionsexpansionsperioden" är massproduktionen av kraftbatterier dock huvudsakligen baserad på tillämpningen av säkra och industriellt mogna material, och industrialiseringen av nya elektrodmaterial är fortfarande i sin linda.När produktionsexpansionen närmar sig sitt slut är det mer möjligt att främja implementeringen av förlitifieringsteknik baserad på nuvarande tillverkningsprocesser.

Prelitiumteknik Positiv elektrod lätt till negativ elektrod

Under den första laddningsprocessen av ett litiumbatteri kommer elektrolyten att minska och sönderdelas på ytan av den negativa elektroden, vilket bildar en solid electrolyte phase interface (SEI) film, som förbrukar litiumjoner, vilket resulterar i låg initial cykel och coulomb effektivitet (ICE) , vilket minskar kapaciteten och energitätheten hos litiumbatteriet.Förlitifiering uppnås genom att tillsätta litium för att minska förlusten av litiumjoner, vilket uppnår effekten av att förbättra batterikapaciteten och energitätheten.

När det gäller industrialisering är litiumtillskott för negativa elektroder direkt men svårt.För närvarande är huvudvägen att komplettera reducerande litium, vilket kan uppnås genom litiumfolie, litiumpulver eller tillsatser.

Svårigheten ligger i svårigheten med litiumtillskottsprocessen för den negativa elektroden.Den befintliga elektrodprepareringsmiljön är fuktig, medan reducerande litium har hög reaktivitet, vilket innebär att stabilisera och ytmodifiera det reducerande litiumet.Förutom svårigheten med processen, om det kompletterande reducerande litiumet inte spelar rollen som prelitium, kommer det att omvandlas till dött litium, vilket leder till litiumevolution.

Den positiva elektroden uppnår "indirekt litiumtillskott" genom att lägga till litiumtillskott, vilket är mer kompatibelt med befintliga tillverkningsprocesser för litiumbatterier.Genom att lägga till ett litiumtillskott trycks litiumjoner till den negativa elektroden under laddning.Det idealiska litiumtillskottet för positiv elektrod bör ha egenskaperna för hög specifik energi, stabilitet och kompatibilitet med batterimaterialsystemet.

Successiv landning av patent

Som en ny teknik "racebana" för att uppnå en ytterligare ökning av batteriets energitäthet, är kraftbatteriföretag och materialföretag "ambitiösa" för pre-litiumteknologi och har successivt lanserat patentlayouter kring pre-litiumteknologi.

Ur perspektivet av patentlayouten för relevanta företag har olika företag utforskat tekniken för förlitifiering av positiva elektroder och negativa elektroder.Men ur ett genomförbarhetsperspektiv är industrialiseringen av positiva elektrodlitiumtillskott mindre svår att implementera, och ytterligare industrialisering kan främjas kring relevanta patent.

Ett patent utfärdat av Ningde Times 2021 inkluderade en syntesmetod för påfyllningsmedel för litiumkisellegering av litium.Tillsatsplatsen för litiumpåfyllningsmedel täcker ytan på den positiva elektroden, strömavtagaren och mellan de positiva elektroderna, vilket avsevärt kan förbättra batteriets initiala effektivitet (från mindre än 80 % till nästan 100 %), cykellivslängd och effektivt förhindra batteriexpansion.

År 2021 utfärdade Guoxuan High Tech också två patent på positiv elektrod litiumtillägg, nämligen grafenoxid kobolt litiumoxid positiv elektrod litiumtillägg och lågkostnads ​​solgelprocess positiv elektrod litiumtillägg.

2020 släppte tyska Nano ett patent för syntesmetoden av litiumferrit som ett litiumtillskott med positiv elektrod (litiumrikt).Dessutom har German Nanometer också studerat metoden för magnetronförstoftning av det positiva elektrodlitiumtillskottsmedlet till den positiva elektrodprekursorkulfräsanordningen och sedan kalcinera prekursorn för att erhålla det positiva elektrodmaterialet.

Industrialiseringen av litiumtillskott börjar

När det gäller industrialisering har litiumtillskott med positiv elektrod visat stor tillämpningspotential, och företag har börjat på vägen mot industrialisering av litiumtillskott med positiv elektrod.

Den 26 februari sattes den årliga produktionen av 20 000 ton litiumtillskottsagentprojekt (fas I) av tyska Nanometer-dotterbolaget German Chuangyu officiellt i produktion i Qujing, Yunnan.Det är underförstått att detta projekt för närvarande är det första positiva elektrod litiumtillskottsprojektet i världen för att uppnå massproduktion.Tyska Nano uppgav att det i framtiden kommer att påskynda byggprocessen av den andra fasen av Qujing Chuangjie Lithium Supplement Project med en årlig produktion på 20000 ton och Chengdu Chuangjie Lithium Supplement Project med en årlig produktion på 5000 ton.

Dessutom, efter öppnandet av det nya året för Yanyi New Material, avslöjades det att de oberoende utvecklade LNO- och LFO-positiva elektrodlitiumtillskotten hade levererats i massproduktion 2022 och hade erkänts av ledande internationella och inhemska kunder.Produktens nyfikenhetskapacitet motsvarade cirka 5GWh.Yanyi Materials har arrangerat ett nytt litiumtillskottsprojekt och ett forskningsinstitutsprojekt i Wuxi, och kommer att lägga till cirka 10 000 ton litiumtillskottskapacitet när projektet är slutfört.

Med den gradvisa expansionen av kiselbaserade negativa elektroder och efterfrågan på litiumtillskott för avancerade kraft- och energilagringsbatterier, blir förlitifiering gradvis en viktig utvecklingsriktning för litiumbatterier.

För närvarande är förlitifieringstekniken i branschen fortfarande i utforskningsstadiet, men med massproduktion av litiumtillskott är tillämpningen av förlitifiering nära till hands.Enligt relevanta prognoser kan marknaden för litiumtillskott senast 2025 överstiga 10 miljarder yuan.Racet kring litiumtillskottet, ett nytt segment av banan, har redan börjat.Huruvida nybörjarna fortsätter att leda, eller om efterkomlingarna har gjort ett överraskande steg till toppen, är fortfarande okänt.