Historique du développement de la batterie au lithium
Après des décennies de développement, les batteries au lithium ont été largement utilisées et développées vigoureusement. Maintenant, ils sont devenus un substitut aux sources d'énergie traditionnelles. Par quel type de processus de développement les batteries au lithium sont-elles passées ? Nous allons jeter un coup d'oeil:
1. Dans les années 1970, le MS Whittingham d'Exxon utilisait du sulfure de titane comme matériau de cathode et du lithium métallique comme matériau d'anode pour fabriquer la première batterie au lithium.
2. En 1980, J. Goodenough a découvert que l'oxyde de cobalt et de lithium peut être utilisé comme matériau de cathode pour les batteries lithium-ion.
3. En 1982, RR Agarwal et JR Selman de l'Illinois Institute of Technology ont découvert que les ions lithium ont les caractéristiques du graphite intercalant. Ce processus est rapide et réversible. Dans le même temps, les risques pour la sécurité des batteries au lithium à base de lithium métallique ont attiré beaucoup d'attention. Par conséquent, les gens ont essayé de fabriquer des batteries rechargeables en utilisant les caractéristiques des ions lithium intégrés dans le graphite. La première électrode lithium-ion graphite disponible a été produite avec succès par les laboratoires Bell.
4. En 1983, M. Thackeray, J. Goodenough et d'autres ont découvert que le spinelle de manganèse est un excellent matériau de cathode, avec un prix bas, une stabilité et une excellente conductivité et conductivité du lithium. Sa température de décomposition est élevée et son oxydation est bien inférieure à celle de l'oxyde de lithium cobalt. Même s'il y a un court-circuit ou une surcharge, cela peut éviter le danger de combustion et d'explosion.
5. En 1989, A. Manthiram et J. Goodenough ont découvert qu'une électrode positive avec un anion polymère produirait une tension plus élevée.
6. En 1991, Sony a lancé la première batterie lithium-ion commerciale. Par la suite, les batteries lithium-ion ont révolutionné le visage de l'électronique grand public.
7. En 1996, Padhi et Goodenough ont découvert que les phosphates à structure olivine, tels que le phosphate de fer et de lithium (LiFePO4), sont supérieurs aux matériaux cathodiques traditionnels et sont donc devenus les matériaux cathodiques courants.
En raison des propriétés chimiques très actives du lithium métal, le traitement, le stockage et l'utilisation du lithium métal ont des exigences environnementales très élevées. Par conséquent, la production de batteries au lithium doit être réalisée dans des conditions environnementales particulières. Cependant, en raison des nombreux avantages des batteries au lithium, les batteries au lithium sont largement utilisées dans les instruments électroniques, les appareils numériques et ménagers. Cependant, la plupart des batteries au lithium sont des batteries secondaires, et il existe également des batteries jetables. Quelques batteries secondaires ont une durée de vie et une sécurité médiocres.
Plus tard, la société japonaise's Sony Corporation a inventé une batterie au lithium avec du carbone comme électrode négative et un composé contenant du lithium comme électrode positive. Pendant le processus de charge et de décharge, il n'y a pas de lithium métallique, seulement des ions lithium. Il s'agit d'une batterie lithium-ion. Lorsque la batterie est chargée, des ions lithium sont générés sur l'électrode positive de la batterie et les ions lithium générés se déplacent vers l'électrode négative à travers l'électrolyte. Le carbone comme électrode négative a une structure en couches. Il a de nombreux micropores. Les ions lithium atteignant l'électrode négative sont noyés dans les micropores de la couche de carbone. Plus il y a d'ions lithium insérés, plus la capacité de charge est élevée. De même, lorsque la batterie est déchargée (c'est-à-dire le processus que nous utilisons la batterie), les ions lithium incrustés dans la couche de carbone de l'électrode négative sont libérés et retournent à l'électrode positive. Plus il y a d'ions lithium renvoyés vers l'électrode positive, plus la capacité de décharge est élevée. Ce que nous appelons habituellement la capacité de la batterie fait référence à la capacité de décharge. Pendant le processus de charge et de décharge du Li-ion, les ions lithium sont dans un état de mouvement de l'électrode positive à l'électrode négative à l'électrode positive. Les batteries Li-ion sont comme une chaise à bascule. Les deux extrémités de la chaise berçante sont les deux pôles de la batterie, et le lithium-ion va et vient dans la chaise berçante comme un athlète. Ainsi, les batteries Li-ion sont également appelées batteries de chaise à bascule.
Avec l'utilisation généralisée de produits numériques tels que les téléphones mobiles, les ordinateurs portables et d'autres produits, les batteries lithium-ion ont été largement utilisées dans ces produits avec d'excellentes performances et se sont progressivement développées dans d'autres applications de produits ces dernières années. En 1998, le Tianjin Power Research Institute a commencé la production commerciale de batteries lithium-ion. Traditionnellement, les gens appellent les batteries lithium-ion des batteries au lithium, mais ces deux types de batteries sont différents. Maintenant, les batteries lithium-ion sont devenues le courant dominant.
Selon les données du"China's Lithium Battery Industry Market Forecast and Investment Strategic Planning Analysis Report", le problème en suspens du lithium de la Chine's L'industrie de la batterie est l'investissement sans relâche dans la chaîne industrielle alors que la concurrence désordonnée s'intensifie, la demande en aval continue de s'affaiblir et l'industrie a du mal à avancer en Chine. La voie de développement de l'industrie des batteries au lithium est essentiellement une croissance et une formation à la base. Les entreprises sont fondamentalement une seule opération commerciale. Les caractéristiques sont : force limitée, petite échelle, pression de survie élevée et développement durable difficile. Cependant, en raison du vaste marché des véhicules à énergies nouvelles et du soutien continu des politiques gouvernementales, les investissements dans la chaîne de l'industrie des batteries au lithium de la Chine&n'ont pas diminué et la concurrence désordonnée dans l'industrie s'est intensifiée.
Le maillon de fabrication bas de gamme a une grave surcapacité, et le maillon haut de gamme a des investissements insuffisants, et le prix des matières premières des batteries au lithium a continué de baisser. De la voie de développement industriel, basée sur le domaine de l'électronique grand public, c'est une voie de développement normale d'utiliser des batteries au lithium de petite et moyenne taille telles que les outils électriques et les vélos électriques comme opportunités de développement, puis aux batteries hybrides et enfin aux batteries électriques pures. À l'heure actuelle, les outils électriques et les vélos électriques sont encore dominés par les batteries nickel-cadmium et plomb-acide, et l'application des batteries au lithium se développe lentement ; la principale technologie hybride se trouve à l'étranger et les produits de voitures hybrides sont principalement des marques étrangères. Du point de vue du soutien national, plus Tilt plus aux véhicules électriques purs. Cependant, comme les matériaux et technologies purement électriques sont encore loin d'être appliqués à grande échelle, la demande est insuffisante et la chaîne de l'industrie des batteries au lithium est confrontée à une situation embarrassante d'investissements sans relâche mais de demande faible.
Bien que la route soit sinueuse, les perspectives sont toujours brillantes. Les matériaux de batterie en amont nationaux sont déjà sortis de la période d'introduction et sont entrés dans une période de croissance rapide. À l'heure actuelle, un certain nombre d'entreprises de matériaux avec des niveaux avancés internationaux ont vu le jour. Ces sociétés se concentrent sur le développement technologique de base et collaborent avec elles pour développer conjointement des produits répondant aux différents besoins des clients en aval. Grâce à ses solides capacités de développement technique et ses capacités de service client, il a gagné la reconnaissance des clients et a continuellement intégré le système de chaîne d'approvisionnement des principaux fabricants de batteries. Renforcer davantage leur propre force grâce à la collaboration et à la coopération et réaliser un cercle vertueux.
Avec l'avancement rapide de la technologie de base et l'augmentation continue de la part de marché parmi un certain nombre de géants des matériaux nationaux, les forts resteront forts. C'est notre objectif. Du point de vue de la cellule intermédiaire et du pack en aval, de nombreux appareils grand public importants choisissent actuellement la Chine comme base d'assemblage. Cela a également permis aux cellules de batterie japonaises et coréennes et aux usines d'assemblage de batteries de s'installer également en Chine, et la capacité de production des fabricants nationaux se développe également rapidement. Dans le segment des cellules intermédiaires, afin de faire face à la baisse progressive des prix des produits, de plus en plus de fabricants réduisent l'assemblage et le traitement des batteries, notamment Sony, Samsung, LG, New Energy, BYD, etc., en particulier dans les batteries carrées et batteries polymères, qui sont entièrement occupées. Le rôle d'approvisionnement de l'assemblage des cellules de batterie. Étant donné que la plupart des batteries prismatiques sont utilisées dans les produits de téléphonie mobile, elles sont presque toutes assemblées par des usines de cellules de batterie. Presque toutes les cellules individuelles des batteries polymères sont entièrement assemblées par les usines de cellules de batterie de manière indépendante. Seules les applications de multiples séries et parallèles seront assemblées et traitées par l'usine d'assemblage. Midstream Cell et aval Pack ont progressivement évolué d'une relation purement amont-aval dans le passé à une relation coopérative et compétitive. La relation entre la concurrence augmentera progressivement à l'avenir.
