Meta d-densità tal-enerġija taċ-ċelloli tal-batterija tal-litju taqbeż il-limitu 300Wh / kg, materjali għoljin ta 'elettrodi tan-nikil isiru l-forza ewlenija warajha. Il-kontenut tan-nikil qabża minn 5 Serje (Ni50%) għal 8 serje (Ni80%) u anke 9 serje (Ni90%), li mhux biss iżid il-kapaċità tal-batterija b'aktar minn 20%, iżda jippromwovi wkoll il-firxa tal-vettura elettrika biex faċilment jaqbeż is-600 kilometru. Iżda wara din il-kompetizzjoni ta 'żieda tan-nikil "hemm bilanċ strett bejn l-istabbiltà tal-materjal u l-eżattezza tal-proċess.
1 Il-logħba tal-attività u l-istabbiltà: avvanz fil-livell tal-materjal
Il-kontradizzjoni ewlenija ta 'materjali għolja tan-nikil tinsab fil-kompromess bejn l-attività u l-istabbiltà. Iż-żieda fil-kontenut tan-nikil ittejjeb il-kapaċità ta 'deintercalation tal-joni tal-litju, iżda tista' twassal għall-kollass tal-istruttura tal-materjal pożittiv tal-elettrodi - ir-rata ta 'żamma tal-kapaċità ta' ċelloli tas-serje 8 hija ġeneralment 10% inqas minn dik taċ-ċelloli tas-serje 5 wara 200 ċiklu. Biex issolvi din il-problema, il-manifatturi jadottaw il-proċess "monokristallin" biex jagħmlu partiċelli polikristallini tradizzjonali fi kristalli singoli kompluti, u jnaqqsu r-reazzjonijiet tal-konfini tal-qamħ bejn il-partiċelli. Il-ħajja taċ-ċiklu taċ-ċellula tal-kristall waħda tas-serje ta 'kumpanija qabżet il-1500 darba, li hija 50% itwal minn prodotti polikristallini ordinarji.
It-teknoloġija tal-kisi tal-wiċċ hija bħal li tpoġġi "ħwejjeġ protettivi" fuq il-materjal pożittiv tal-elettrodu. Billi tkopri l-wiċċ tal-partiċelli b'saff ta 'al ₂ o ⅲ jew lipo ⅲ film, jista' jimblokka l-erożjoni tal-elettroliti mingħajr ma jaffettwa l-konduzzjoni tal-joni tal-litju. It-testijiet urew li r-rata ta 'tħassir tal-kapaċità ta' 811 ċelloli tal-batterija (Ni80% CO10% MN10%) wara li t-trattament tal-kisi jitnaqqas bi 30% waqt ċikliżmu ta 'temperatura għolja f'60 grad. It-teknoloġija tal-modifikazzjoni tad-doping tista 'ttejjeb l-istabbiltà tal-istruttura tal-kristall billi tintroduċi elementi bħal Mg u Zr. Ċellula ta 'batterija tan-nikil għolja ta '92% doped b'MG għadha żżomm rata ta' żamma ta 'kapaċità ta' 85% wara 1000 ċiklu, li taqbeż il-medja tal-industrija ta '70%.
2 Millimetru Livell ta 'Kontroll tal-Proċess: Battalja ta' Preċiżjoni fil-Proċess ta 'Produzzjoni
Materjali għoljin tan-nikil huma estremament sensittivi għall-umdità, u l-workshop tal-lott jeħtieġ li jżomm ambjent xott b'punt ta 'nida taħt -40 grad, li huwa 100 darba aktar niexef mill-arja fiż-żoni tad-deżert. Ladarba l-kontenut ta 'umdità jaqbeż il-50ppm, dan jikkawża idroliżi materjali biex tipproduċi gass HF, tissaddad l-elettrodi, u tikkawża nefħa taċ-ċelloli. Intrapriża ewlenija tuża sistema ta 'tnixxif ta' tliet livelli (deumidifikazzjoni li jdur + baking vakwu + protezzjoni tal-gass inerti) biex tikkontrolla l-kontenut ta 'umdità ta' materjali fi ħdan 10ppm, u tnaqqas ir-rata tad-difett taċ-ċelloli tal-batterija għal inqas minn 0.5%.
L-iżball tad-densità tal-wiċċ fil-proċess tal-kisi jeħtieġ li jiġi kkontrollat fi ħdan ± 1%, inkella kontenut ta 'nikil lokali eċċessiv jista' jikkawża ċirkwiti mikro short. Linja ta 'produzzjoni ta' Ningde Times tuża sejbien onlajn bil-lejżer biex tikkontrolla l-varjazzjoni tal-ħxuna tal-elettrodu fi żmien 2 μm, u tikkoopera mal-muturi servo biex taġġusta l-veloċità tal-kisi f'ħin reali, u b'hekk iżżid ir-rendiment ta 'ċelloli għoljin ta' batterija tan-nikil minn 75% għal 92%. Il-proċess tat-tidwir jadotta t-teknoloġija "pressjoni tal-gradjent", bil-pressjoni tat-tarf 10% inqas miċ-ċentru, billi tevita l-ksur ta 'partiċelli ta' materjal għoli tan-nikil. Id-densità tal-kompattazzjoni tal-elettrodi tista 'tilħaq 4.2g / cm ³, li hija 8% ogħla mill-proċessi tradizzjonali.
3 Applikazzjoni Ibbażata fuq ix-Xenarju: Il-mod kif tadatta minn vetturi elettriċi għall-ħażna tal-enerġija
Illum il-ġurnata, ċelloli għoljin tal-batteriji tan-nikil ippenetraw minn vetturi elettriċi high-end sal-kamp tal-ħażna tal-enerġija. Fil-batteriji tal-ħażna tal-enerġija tad-dar, iċ-ċelloli tal-batterija tas-serje 8, bil-vantaġġ tad-densità tal-enerġija tagħhom, inaqqsu d-daqs tal-kabinett tal-ħażna tal-enerġija bi 15%. Madankollu, biex jibbilanċjaw l-ispejjeż, il-manifatturi spiss jadottaw soluzzjoni ta 'ħażna ibrida ta' "Nickel + Lithium Fosfat" - bl-użu ta 'ċelloli għoljin ta' batterija tan-nikil għal iċċarġjar mgħaġġel u ħatt matul il-ġurnata u l-fosfat tal-ħadid tal-litju biex iżomm il-provvista bażika ta 'enerġija bil-lejl, li jikseb sitwazzjoni fejn jirbaħ kulħadd bejn il-prestazzjoni u l-ekonomija. Wara li adotta din is-soluzzjoni, is-sistema tal-ħażna tal-enerġija ta 'familja Ġermaniża naqqset l-ispiża ta' l-elettriku b'0.1 euro kull kilowatt siegħa u qassmet il-perjodu ta 'ħlas lura ta' investiment b'1.5 snin.
Fil-qasam tal-vetturi speċjali, il-prestazzjoni b'rata għolja ta 'batteriji għolja tan-nikil hija murija. Il-forklift elettriku mgħammar b'ċelloli tal-batterija b'9 serje jistgħu jappoġġjaw 1C iċċarġjar veloċi (iċċarġjat kompletament f'siegħa), li jestendi l-ħin ta 'tħaddim kontinwu għal 8 sigħat, li huwa 30% ogħla mill-batteriji tradizzjonali tal-fosfat tal-ħadid tal-litju. Fil-qasam tad-drones, iċ-ċellula tal-batterija ċilindrika għolja tal-ispeċifikazzjoni 21700 għandha densità ta 'enerġija ta' 280Wh / kg, li tippermetti li l-ħin tar-reżistenza tad-drones tal-protezzjoni tal-għelejjel jaqbżu l-40 minuta u jżid l-effiċjenza operazzjonali b'25%.
L-iżvilupp ta 'ċelloli ta' elettrodi pożittivi għoljin tan-nikil huwa essenzjalment arti teknika ta '"manipulazzjoni preċiża" - għandha l-għan li timmassimizza l-potenzjal ta' enerġija ta 'elementi tan-nikil waqt li tamming "it-tempra ħarxa" tagħhom permezz ta' modifika materjali u ottimizzazzjoni tal-proċess. Bil-maturità ta 'teknoloġiji bħalma huma l-istruttura għolja ta' nikil u qoxra tal-qalba ħielsa mill-kobalt, din it-teknika ta 'bilanċ se timbotta l-batteriji tal-litju lejn densità ogħla ta' enerġija u ħajja itwal.