Kādas ir litija jonu akumulatoru nobriedušās tehnoloģijas?

1. Pilnīgs mūžs2+
Šobrīd tirgū tiek izmantoti šķidrie litija jonu akumulatori, tāpēc tos sauc arī par šķidrajiem litija jonu akumulatoriem. Īsāk sakot, tas ir tikai cietvielu litija jonu akumulators. Visas tā sastāvdaļas ir cietas, un cietie elektrolīti aizstāj tradicionālo litija jonu akumulatoru šķidros elektrolītus un separatorus.
Salīdzinot ar šķidrajiem litija jonu akumulatoriem, pilnībā cietajiem elektrolītiem ir šādas priekšrocības: Tam ir ļoti laba drošība un karstumizturība, un tie var darboties ilgu laiku diapazonā no 60-120 grādiem. Plašs elektroķīmiskais logs, līdz 5 V, var tikt pieskaņots augstsprieguma materiāliem; tikai litija joni, nav elektronu; ir vienkārša saldēšanas sistēma un augsts saldēšanas blīvums; piemērots īpaši plānām un elastīgām baterijām. Bet tā trūkumi ir arī acīmredzami, tas ir, akumulatoram ir zema vadītspēja uz laukuma vienību, zema īpatnējā jauda istabas temperatūrā un augstas izmaksas. Lielas ietilpības akumulatorus ir grūti industrializēt.
Cietvielu litija jonu akumulatoru jaudas blīvums, cikla stabilitāte, drošības veiktspēja, augstas un zemas temperatūras veiktspēja un kalpošanas laiks ir cieši saistīti ar elektrolīta materiāla veiktspēju. Cietos elektrolītus var iedalīt polimēru elektrolītos (parasti sastāv no PEO, LiTFSI utt.) un neorganiskajos elektrolītos (piemēram, oksīdos un sulfīdos). Cietvielu akumulatoru tehnoloģija tiek uzskatīta par nākamās attīstības atslēgu. Tā kā tehnoloģija turpina attīstīties, visas problēmas tiks atrisinātas.

2. Trīskāršā materiāla augsta enerģijas blīvuma akumulators
Attīstoties augsta enerģijas blīvuma litija jonu akumulatoru tehnoloģijai, trīskāršā katoda materiāli ir piesaistījuši plašu uzmanību. Trīskāršā katoda materiāli tiek plaši izmantoti enerģijas uzkrāšanas jomā, jo tiem ir augsta īpatnējā kapacitāte, laba cikla stabilitāte un zemas izmaksas. Trīskāršā katoda materiāla enerģijas blīvumu var efektīvi palielināt, palielinot akumulatora spriegumu un niķeļa elementa saturu materiālā.
Teorētiski trīskāršajiem materiāliem ir dabiskas priekšrocības augsta sprieguma gadījumā: trīskāršā katoda materiālu standarta vērtība ir 4,35 V. Ar šo vērtību trīskomponentu materiāli var arī uzturēt labu cikla stabilitāti. Kad uzlādes spriegums palielinās līdz 4,5 V, (333, 442) simetriskā materiāla jauda var sasniegt 190, un arī cikla veiktspēja ir laba, savukārt (532) cikla veiktspēja ir nedaudz sliktāka; kad spriegums sasniedz 4,6 V, trīskāršajam materiālam ir Cikla veiktspēja sāk pasliktināties un pietūkums kļūst stiprāks. Pašlaik trīskāršo augstsprieguma katodu materiālu praktisko pielietojumu ierobežo augstsprieguma elektrolīts.
By increasing the Ni content to increase the energy density of the ternary system, high Ni ternary systems are currently commonly used, that is, high Ni ternary systems with Ni mole fraction >0.6. Šīs sistēmas priekšrocības ir liela īpatnējā jauda un zemas izmaksas, taču tai ir uzglabāšanas problēmas. Litijam ir tādas problēmas kā vāja jauda un slikta termiskā stabilitāte. Tāpēc tā pārveidošana ir efektīvs veids, kā uzlabot tā veiktspēju. Mikronano izmērs un morfoloģija ir svarīgi faktori, kas nosaka augsta Ni trīskāršo katodu veiktspēju. Esošie pētījumi galvenokārt iegūst sfēriskas daļiņas ar mazu izmēru un lielu īpatnējo virsmu, vienmērīgi izkliedējot elektrodu virsmu.