دسته بندی مواد کاتد برای باتری های لیتیوم یون چه هستند؟

باتری های قدرت (باتری های لیتیوم یون) قلب خودروهای انرژی جدید هستند. به طور کلی هزینه باتری های برق حدود ۴۰٪ از خودروهای انرژی جدید را به خود می گیرد. مواد کاتد هسته باتری برق است، و هزینه آن در باتری برق به اندازه حدود ۴۰٪ است.

انتخاب مواد کاتد به طور مستقیم عملکرد باتری را تعیین می کند. از آنجا که ماده الکترود مثبت تأثیر بیشتری بر عملکرد باتری دارد، بسیاری از محققان خود را وقف توسعه مواد الکترود مثبت با عملکرد بالاتر، مانند لیتیوم نیکلات، لیتیوم کبالتات، تیتانات لیتیوم، و مانند آن کرده اند.

1. اکسید نیکل لیتیوم. اکسید لیتیوم نیکل عمدتاً با اکسید لیتیوم نیکل نشان داده می شود. ویژگی های محصول مشابه اکسید کبالت نیکل است، اما قیمت پایین تر از اکسید کبالت نیکل است. به دلیل چگالی انرژی بالا می تواند به ۲۷۴mAh/g برسد که یک چگالی انرژی بالا ایده آل است. مواد کاتد باتری لیتیوم یون، اما عملکرد ایمنی آن بیش از حد ضعیف است، و تعداد چرخه ها نسبتاً کم است، بنابراین تولیدکنندگان زیادی با استفاده از نیکلات لیتیوم به عنوان ماده کاتد باتری لیتیوم یون وجود ندارد.

2. لیثیوم اکسید کبالت. اکسید لیتیوم کبالت عمدتاً با اکسید لیتیوم کبالت نشان داده می شود که دارای پنج ویژگی بالا یعنی چگالی انرژی بالا، قیمت بالا، قدرت بالا، درجه بالای تجاری سازی، و عمر چرخه بالا است. کاستی ها نیز آشکار است. کمبود جدی نمک کبالت در کشور من وجود دارد. بايد وارد بشه.

3. اکسید تیتانیوم لیتیوم. نماینده معمولی اکسید تیتانیوم لیتیوم تیتانات لیتیوم است. ژوهای ینلونگ موقعیت غالبی را در این زمینه اشغال می کند. مزیت تیتانات لیتیوم شارژ سریع است اما نقطه ضعف آن این است که چگالی انرژی پایینی دارد و نیاز به شارژ برای یک دوره زمانی دارد. مزیت دیگر ایمنی است و مزیت سوم این است که تعداد چرخه ها می تواند به ۲۰٬۰ نفر برسد.

۴- اکسیدهای چند عنصری نیکل و کبالت. این اکسید چند عنصری است که اغلب می گوییم. شایع ترین آن ها اکسید منگنز لیتیوم نیکل کبالت و آلومینیوم کبالت لیتیوم نیکل است. از میان آن ها منگنات لیتیوم نیکل کبالت به منگنز لیتیوم نیکل کبالت ۱ و لیتیوم نیکل کبالت اکسید منگنز ۵۲۳ تقسیم می شود. لیتیوم منگنز نیکل کبالت ۶۲۲، لیتیوم منگنز نیکل کبالت ۸۱۱، اما آلومینیوم لیتیوم کبالت نیکل چندان محبوب نیست، این مسیر فنی بیشتر توسط پاناسونیک به تسلا برای استفاده فراهم می شود که در آن نسبت آلومینیوم لیتیوم کبالت نیکل ۰٫۸ تا ۰٫۱۵ از ۰٫۰۵ است.

5. اکسید منگنز لیتیوم. اکسیدهای منگنز لیتیوم عمدتاً با اکسید منگنز لیتیوم و پرمنگنات لیتیوم نشان داده می شوند. منابع در کشور من نسبتا فراوان است، و محصولات در حال حاضر یک کانون تحقیقاتی است. در میان آن ها LiMn2O4 چگالی انرژی بالاتری دارد، اما پایداری آن تا حد زیادی کاهش می یابد، به ویژه در شرایط دمای بالا، LiMn2O4 ناپایدار است، اما مزایای اصلی آن آشکار است. محصول بدون آلودگی است و عملکرد ایمنی خوبی دارد.

6. اکسید فسفر آهن لیتیوم. نماینده اصلی اکسید فسفر آهن لیتیوم فسفات آهن لیتیوم است. عملکرد محصول آن متعادل، غیر سمی و غیر آلوده کننده است و تعداد چرخه ها کمتر از سال ۲۰ نیست. هنگامی که به عنوان منبع قدرت خودروهای مسافربری مورد استفاده قرار می گیرد، عملکرد ایمنی متعلق به سطح بالا است.

علاوه بر این، مواد کاتد نامزد برای باتری های لیتیوم یون را می توان با توجه به ساختار به سه دسته اصلی تقسیم کرد: (1) LiMO2 (M=Co, Ni, Mn) مواد کاتدی با ساختار لایه ای؛ (2) LiMn2O4 مواد کاتد با ساختار اسپینل؛ ( 3) LiFePO4 cathode material with olivine structure.