Historial de desarrollo de baterías de litio
Después de décadas de desarrollo, las baterías de litio se han utilizado ampliamente y se han desarrollado vigorosamente. Ahora se han convertido en un sustituto de las fuentes de energía tradicionales. ¿Qué tipo de proceso de desarrollo han atravesado las baterías de litio? Vamos a ver:
1. En la década de 1970, MS Whittingham de Exxon utilizó sulfuro de titanio como material del cátodo y litio metálico como material del ánodo para fabricar la primera batería de litio.
2. En 1980, J. Goodenough descubrió que el óxido de cobalto y litio se puede utilizar como material de cátodo para baterías de iones de litio.
3. En 1982, RR Agarwal y JR Selman del Instituto de Tecnología de Illinois descubrieron que los iones de litio tienen las características de intercalar el grafito. Este proceso es rápido y reversible. Al mismo tiempo, los peligros para la seguridad de las baterías de litio fabricadas con litio metálico han atraído mucha atención. Por lo tanto, la gente ha intentado fabricar baterías recargables utilizando las características de los iones de litio incrustados en el grafito. Bell Laboratories produjo con éxito el primer electrodo de grafito de iones de litio disponible.
4. En 1983, M. Thackeray, J. Goodenough y otros descubrieron que la espinela de manganeso es un excelente material de cátodo, con bajo precio, estabilidad y excelente conductividad y conductividad de litio. Su temperatura de descomposición es alta y su oxidación es mucho más baja que la del óxido de litio y cobalto. Incluso si hay un cortocircuito o una sobrecarga, puede evitar el peligro de combustión y explosión.
5. En 1989, A. Manthiram y J. Goodenough descubrieron que un electrodo positivo con un anión de polímero produciría un voltaje más alto.
6. En 1991, Sony lanzó la primera batería comercial de iones de litio. Posteriormente, las baterías de iones de litio revolucionaron la cara de la electrónica de consumo.
7. En 1996, Padhi y Goodenough descubrieron que los fosfatos con una estructura de olivina, como el fosfato de hierro y litio (LiFePO4), son más superiores que los materiales catódicos tradicionales y, por lo tanto, se han convertido en los materiales catódicos convencionales en la actualidad.
Debido a las propiedades químicas muy activas del metal de litio, el procesamiento, almacenamiento y uso del metal de litio tienen requisitos ambientales muy altos. Por lo tanto, la producción de baterías de litio debe realizarse en condiciones ambientales especiales. Sin embargo, debido a las muchas ventajas de las baterías de litio, las baterías de litio se utilizan ampliamente en instrumentos electrónicos, electrodomésticos digitales y domésticos. Sin embargo, la mayoría de las baterías de litio son baterías secundarias y también hay baterías desechables. Algunas baterías secundarias tienen poca vida y seguridad.
Más tarde, Sony Corporation de Japón&inventó una batería de litio con material de carbono como electrodo negativo y compuesto que contiene litio como electrodo positivo. Durante el proceso de carga y descarga, no hay litio metálico, solo iones de litio. Esta es una batería de iones de litio. Cuando la batería está cargada, se generan iones de litio en el electrodo positivo de la batería y los iones de litio generados se mueven al electrodo negativo a través del electrolito. El carbono como electrodo negativo tiene una estructura en capas. Tiene muchos microporos. Los iones de litio que llegan al electrodo negativo están incrustados en los microporos de la capa de carbono. Cuantos más iones de litio se inserten, mayor será la capacidad de carga. De manera similar, cuando la batería se descarga (es decir, el proceso que usamos la batería), los iones de litio incrustados en la capa de carbono del electrodo negativo se liberan y regresan al electrodo positivo. Cuantos más iones de litio regresen al electrodo positivo, mayor será la capacidad de descarga. Lo que solemos llamar capacidad de la batería se refiere a la capacidad de descarga. Durante el proceso de carga y descarga de Li-ion, los iones de litio están en un estado de movimiento desde el electrodo positivo al electrodo negativo al electrodo positivo. Las baterías de iones de litio son como una mecedora. Los dos extremos de la mecedora son los dos polos de la batería, y el ion de litio corre hacia adelante y hacia atrás en la mecedora como un atleta. Por lo tanto, las baterías de iones de litio también se denominan baterías de mecedora.
Con el uso generalizado de productos digitales como teléfonos móviles, computadoras portátiles y otros productos, las baterías de iones de litio se han utilizado ampliamente en dichos productos con un rendimiento excelente y se han desarrollado gradualmente en otras aplicaciones de productos en los últimos años. En 1998, el Tianjin Power Research Institute comenzó la producción comercial de baterías de iones de litio. Tradicionalmente, las personas se refieren a las baterías de iones de litio como baterías de litio, pero estos dos tipos de baterías son diferentes. Ahora las baterías de iones de litio se han convertido en la corriente principal.
Según los datos del informe de análisis de planificación estratégica de inversión y pronóstico de demanda de mercado de la industria de baterías de litio de China&& quot ;, el problema pendiente del litio de China&La industria de las baterías es la inversión constante en la cadena industrial, mientras que la competencia desordenada se intensifica, la demanda posterior continúa debilitándose y la industria está luchando por avanzar en China. El camino de desarrollo de la industria de las baterías de litio es básicamente un crecimiento y una formación de base. Las empresas son básicamente una operación comercial única. Las características son: fuerza limitada, pequeña escala, alta presión de supervivencia y difícil desarrollo sostenible. Sin embargo, debido al vasto espacio de mercado para vehículos de nueva energía y el apoyo continuo de las políticas gubernamentales, la inversión en la cadena de la industria de baterías de litio de China&no ha disminuido y la competencia desordenada en la industria se ha intensificado.
El enlace de fabricación de gama baja tiene un exceso de capacidad grave, y el enlace de gama alta tiene una inversión insuficiente, y el precio de las materias primas de las baterías de litio ha seguido cayendo. Desde el camino de desarrollo industrial, basado en el campo de la electrónica de consumo, es un camino de desarrollo normal utilizar baterías de litio pequeñas y medianas como herramientas eléctricas y bicicletas eléctricas como oportunidades de desarrollo, y luego a baterías híbridas y finalmente a baterías eléctricas puras. En la actualidad, las herramientas eléctricas y las bicicletas eléctricas todavía están dominadas por las baterías de níquel-cadmio y de plomo-ácido, y la aplicación de las baterías de litio se está desarrollando lentamente; la principal tecnología híbrida está en el extranjero y los productos de automóviles híbridos son principalmente marcas extranjeras. Desde la perspectiva del apoyo nacional, más Tilt más a vehículos eléctricos puros. Sin embargo, debido a que los materiales y tecnologías puramente eléctricos aún están lejos de su aplicación a gran escala, la demanda es insuficiente y la cadena de la industria de baterías de litio se enfrenta a una situación embarazosa de inversión constante pero demanda débil.
Aunque el camino es tortuoso, las perspectivas siguen siendo brillantes. Los materiales de las baterías domésticas aguas arriba ya han salido del período de introducción y han entrado en un período de rápido crecimiento. En la actualidad, han surgido una serie de empresas de materiales con niveles avanzados internacionales. Estas empresas se centran en el desarrollo de tecnología central y colaboran con ellas para desarrollar conjuntamente productos para las diferentes necesidades de los clientes intermedios. Gracias a sus sólidas capacidades de desarrollo técnico y sus capacidades de servicio al cliente, ha ganado el reconocimiento de los clientes y ha entrado continuamente en el sistema de la cadena de suministro de los principales fabricantes de baterías. Mejorar aún más su propia fuerza a través de la colaboración y la cooperación, y lograr un círculo virtuoso.
Con el rápido avance de la tecnología central y el aumento continuo de la participación de mercado entre una serie de gigantes materiales nacionales, los fuertes seguirán siendo fuertes. Este es nuestro enfoque. Desde la perspectiva de Midstream Cell y downstream Pack, muchos dispositivos de consumo importantes actualmente eligen China como su base de ensamblaje. Esto también ha permitido que las celdas de batería y las plantas de ensamblaje de baterías japonesas y coreanas se establezcan también en China, y la capacidad de producción de los fabricantes nacionales también se está desarrollando rápidamente. En el segmento de celdas intermedias, para hacer frente a la disminución gradual de los precios de los productos, cada vez más fabricantes están reduciendo el ensamblaje y el procesamiento de baterías, incluidos Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD, etc., especialmente en baterías cuadradas y baterías de polímero, que están completamente ocupadas. El papel de suministro del ensamblaje de celdas de batería. Dado que la mayoría de las baterías prismáticas se utilizan en productos de telefonía móvil, casi todas las ensamblan las fábricas de celdas de batería. Casi todas las celdas individuales de las baterías de polímero están completamente ensambladas por las fábricas de celdas de batería de forma independiente. Solo las aplicaciones de múltiples series y en paralelo serán ensambladas y procesadas por la fábrica de ensamblaje. Midstream Cell y downstream Pack han evolucionado gradualmente desde una relación puramente upstream-downstream en el pasado a una relación cooperativa y competitiva. La relación entre competencia aumentará gradualmente en el futuro.
