1 Sistem Bahan Inti
Bahan elektroda positif
Tiga bahan elemen (NCM\/NCA):
Nikel (NI) meningkatkan kapasitas, Cobalt (CO) menstabilkan struktur, dan mangan\/aluminium (Mn\/al) meningkatkan keamanan. Kandungan nikel tinggi (seperti NCM811, NCA) adalah tren, tetapi tantangan stabilitas termal sangat signifikan.
Kesulitan Teknis: Ketika kandungan nikel lebih besar dari 90%, ada masalah yang signifikan dengan kehidupan siklus dan produksi gas.
Lithium Iron Phosphate (LFP):
Keamanan tinggi dan biaya rendah, tetapi kepadatan energi rendah (~ 160wh\/kg). Baterai BYD Blade adalah inovasi struktural khas yang meningkatkan konduktivitas melalui nanoteknologi dan lapisan karbon.
Pangkalan Lithium Mangan yang kaya:
Kapasitas teoritis lebih besar dari 300mAh\/g, tetapi masalah pelemahan tegangan dan efek pertama yang rendah masih harus diselesaikan.
Bahan elektroda negatif
Grafit:Solusi utama, kapasitas spesifik ~ 372mAh\/g, dekat dengan batas teoritis.
Elektroda negatif berbasis silikon: theoretical capacity reaches 4200mAh/g, but volume expansion (>300%) menyebabkan bersepeda yang buruk. Solusinya termasuk komposit karbon silikon nano dan desain struktur berpori.
Lithium Metal Negatif Elektroda:Opsi potensial untuk baterai solid-state, tetapi masalah dendrit sangat parah.
Elektrolit
Elektrolit cair:Lithium hexafluorophosphate (LIPF6) adalah komponen utama, dan aditif seperti VC dan FEC diperlukan untuk meningkatkan film SEI.
Elektrolit Solid State:oksida (llzo), sulfida (LGPS), dan polimer (PEO), dengan konduktivitas ion (10 ⁻³ ~ 10 ⁻² S\/cm) dan impedansi antarmuka menjadi hambatan utama.
Diafragma
Tren film dasar Polyolefin (PE\/PP) sedang menipis (<10 μ m)+ceramic coating to enhance heat resistance. The uniformity of pore size in wet process is better than that in dry process.
2 Desain Struktur Sel
Sel baterai silindris (seperti 21700, 4680)
Tesla 4680 mengadopsi desain tabless, yang mengurangi resistensi internal sebesar 50%, tetapi proses pengelasan laser telinga tiang penuh kompleks.
Sel baterai berbentuk persegi
Stacking (CATL) vs WINDING (BYD), Stacking memiliki kepadatan energi 5% lebih tinggi tetapi efisiensi produksi yang lebih rendah. Teknologi CTP (Cell to Pack) menghilangkan modul dan mencapai efisiensi pengelompokan lebih dari 75%.
Sel baterai paket lunak
Kemasan plastik aluminium, ringan tetapi dengan kekuatan mekanik yang buruk. Platform General Motors Ultium mengadopsi desain "fleksibel".
3 poin utama proses pembuatan
Lapisan elektroda:Deviasi konsistensi kepadatan permukaan harus kurang dari ± 1,5%, dan elektroda kering (seperti kuantumscape) dapat menghilangkan pelarut.
POLAR ROLLER PRESSING:Kepadatan pemadatan mempengaruhi difusi ion, dan elektroda negatif grafit biasanya 1. 6-1. 8g\/cm ³.
Injeksi dan Formasi:Setelah injeksi vakum, pembentukan film SEI membutuhkan pengisian dan pelepasan multi-tahap (seperti 0. 02C pengisian lambat).
Kontrol pengeringan:Kadar air harus kurang dari 500ppm untuk mencegah LIPF6 menghidrolisis dan menghasilkan HF.
4 Terobosan dalam Teknologi Mutakhir
Elektroda positif nikel ultra tinggi:Monokristalin+doping gradien (seperti AL\/MG) meningkatkan stabilitas.
Kolektor Arus Komposit:Substrat PET+lapisan tembaga\/aluminium (seperti CATL), mengurangi berat sebesar 40% dan meningkatkan keamanan.
Teknologi pra lithiation:Suplementasi lithium elektroda positif (Li ₂ nio ₂) atau foil lithium elektroda negatif untuk mengkompensasi kehilangan efek pertama.
Elektroda Kering:Akuisisi Tesla atas Maxwell mempromosikan proses bebas pelarut, mengurangi konsumsi energi sebesar 80%.
5 Tantangan dan Tren
Kepadatan energi:Batas teoritis baterai cair adalah sekitar 350wh\/kg, sedangkan baterai solid-state dapat melebihi 500Wh\/kg.
Teknologi pengisian cepat:Elektroda negatif silikon+elektrolit superkonduktor dapat diisi hingga 80% dalam 15 menit, tetapi risiko curah hujan lithium perlu ditekan.
Recycling Economy:Efisiensi pemulihan basah kobalt dan nikel lebih besar dari 98%, tetapi solusi berbiaya rendah perlu dikembangkan untuk daur ulang baterai LFP.
6 dari perspektif rantai industri
Peralatan:Ketepatan mesin pelapis mencapai ± 1 μ m, dan kecepatan mesin belitan lebih besar dari 3m\/s (terkemuka cerdas).
Biaya:Sel baterai LFP telah dikurangi menjadi<80/kWh, while ternary battery cells are around 100/kWh.