2025-01-15
Литиевые батареи, являющиеся важным средством хранения энергии в современном обществе, с момента своего появления привлекают внимание своими уникальными характеристиками и широким спектром применения. В этой статье мы подробно рассмотрим основной состав литиевых батарей, принцип работы, текущую ситуацию на рынке и перспективы развития, а также другие аспекты.литиевая батарея
Во-первых, основной состав литиевых батарей
Основные компоненты литиевой батареи в основном включают положительный полюс, отрицательный полюс, мембрану, электролит и оболочку батареи. Активным веществом положительного электрода обычно является манганат лития, кобальтат лития или манганат никеля-кобальта лития, а манганат никеля-кобальта лития обычно используется в электровелосипедах (широко известный как тернарный) или тернарный + небольшое количество манганата лития. Активным веществом отрицательного электрода является графит или углерод с аналогичной графиту структурой. Мембрана представляет собой специальную полимерную пленку, которая позволяет ионам лития свободно проходить, а электронам – нет. Электролит, как правило, представляет собой карбонатный растворитель с растворенным в нем гексафторфосфатом лития. Корпус батареи подразделяется на стальной, алюминиевый, железный никелированный (для цилиндрических батарей) и алюминиево-пластиковый (для гибкой упаковки).
Во-вторых, принцип работы литиевой батареи
Принцип работы литиевых батарей, также известный как принцип «кресла-качалки». В процессе зарядки ионы лития из положительного электрода выходят в электролит, а затем в зарядном устройстве под действием дополнительного внешнего электрического поля направляются к отрицательному электроду, и в конечном итоге встраиваются в отрицательный электрод. В то же время электроны через внешнюю цепь поступают к отрицательному электроду, образуя ток. При разрядке процесс происходит в обратном направлении: ионы лития выходят из отрицательного электрода, попадают в электролит, движутся к положительному электроду и объединяются с электронами, поступающими из внешней цепи, снова образуя ток. Этот процесс позволяет литиевым батареям многократно использовать миграцию ионов лития для накопления и высвобождения энергии во время зарядки и разрядки.
В-третьих, тип и производительность литиевой батареи
Литиевые батареи можно разделить на различные типы, такие как кобальтат лития, манганат лития, фосфат железа лития и тройные материалы в соответствии с различными материалами катода. Кобальтат лития обладает такими преимуществами, как высокая плотность энергии и быстрая зарядка, но его безопасность невысока. Манганатно-литиевая батарея отличается высокой безопасностью и низкой стоимостью, но плотность энергии низкая, а срок службы относительно короткий. Литий-железо-фосфатная батарея обладает хорошей термической стабильностью, высокой безопасностью, низкой стоимостью, длительным сроком службы, но низкой плотностью энергии и низкой эффективностью зарядки в условиях низких температур. Тернарные литиевые батареи имеют высокую плотность энергии, длительный срок службы, не боятся низких температур, в настоящее время являются основным выбором для чистых электромобилей, особенно подходят для северной погоды.
В-четвертых, текущая ситуация на рынке литиевых батарей
В настоящее время спрос на рынке литиевых батарей высок, особенно в области электромобилей и хранения энергии. В области электромобилей, спрос на рынке Китая превышает ожидания, США, Европа, рынок также неуклонно растет. В области хранения энергии, в связи с широкомасштабным применением возобновляемых источников энергии, спрос на батареи для хранения энергии также продемонстрировал взрывной рост. Кроме того, ожидается повышение коэффициента использования мощностей в отрасли литиевых батарей, а также незначительное улучшение соотношения спроса и предложения. С точки зрения технологических инноваций, твердотельные батареи, сверхбыстрая зарядка, сухие электроды, кремниево-углеродный анод и другие технологии, которые будут ускорены до стадии коммерциализации или крупномасштабного массового производства, как ожидается, приведут к дальнейшему улучшению характеристик литиевых батарей.
V. Перспективы развития литиевых батарей
В перспективе рынок литиевых батарей продолжит сохранять высокие темпы роста. В связи с быстрым развитием мировой индустрии новых энергетических транспортных средств и повышением требований потребителей к дальности хода, скорости зарядки и безопасности, рыночный спрос на литиевые батареи для электромобилей будет продолжать расти. В то же время быстрое развитие рынка новых накопителей энергии также придаст новый импульс росту индустрии литиевых батарей. Ожидается, что к 2025 году темпы роста мирового спроса на литий могут составить более 30 %, а мировые поставки литиевых батарей достигнут 2 344 ГВт-ч, обеспечив впечатляющий рост в 147,2 %.
Что касается технологических инноваций, то ожидается, что твердотельные батареи и другие передовые технологии постепенно достигнут коммерческой реализации, что приведет к дальнейшему улучшению характеристик литиевых батарей с точки зрения плотности энергии, безопасности и срока службы. Кроме того, постоянный прогресс в области систем управления батареями, интеллектуального производства и других технологий также повысит общую конкурентоспособность отрасли и будет способствовать развитию технологии литиевых батарей на более высоком уровне.
Что касается расширения международного рынка, все больше и больше китайских предприятий по производству литиевых батарей будут смотреть на международный рынок, через технологии к морю, производственные мощности к морю и т.д., в местную цепочку поставок на зарубежных рынках, укреплять глобальную промышленную цепочку поставок, увеличивать долю рынка и расширять передовые позиции.
Заключение
Являясь знаковым продуктом в новой энергетической эре, литиевая батарея возглавляет глобальную энергетическую трансформацию благодаря своей высокой эффективности, защите окружающей среды и безопасности. Начиная с текущего рыночного спроса и заканчивая будущими тенденциями развития технологий, литиевые батареи демонстрируют сильную жизнеспособность и неограниченный потенциал развития. У нас есть основания полагать, что в будущем литиевые батареи будут продолжать вносить все больший вклад в устойчивое развитие человеческого общества благодаря своим превосходным характеристикам и широкому спектру применения.
