Шесть основных типов лития

Опубликовано

на

К

Литий-ионные аккумуляторы находятся в центре перехода к экологически чистой энергии как ключевая технология, используемая в электромобилях (EV) и системах хранения энергии.

Однако существует множество типов литий-ионных аккумуляторов, каждый из которых имеет свои плюсы и минусы.

На приведенной выше инфографике показаны компромиссы между шестью основными технологиями литий-ионных катодов, основанные на исследованиях Miao et al. и Университет Бэттери. Это первая из двух инфографик в нашемСерия аккумуляторных технологий.

Каждый из шести различных типов литий-ионных аккумуляторов имеет разный химический состав.

Аноды большинства литий-ионных аккумуляторов изготовлены из графита. Обычно меняется минеральный состав катода, что определяет химический состав батарей.

Материал катода обычно содержит литий наряду с другими минералами, включая никель, марганец, кобальт или железо. Этот состав в конечном итоге определяет емкость, мощность, производительность, стоимость, безопасность и срок службы батареи.

Имея это в виду, давайте взглянем на шесть основных технологий литий-ионных катодов.

Катоды NMC обычно содержат большое количество никеля, что увеличивает плотность энергии аккумулятора и позволяет электромобилям преодолевать большие расстояния. Однако высокое содержание никеля может сделать батарею нестабильной, поэтому для повышения термической стабильности и безопасности используются марганец и кобальт. Несколько комбинаций NMC добились коммерческого успеха, в том числеНМК811(состоит из 80 % никеля, 10 % марганца и 10 % кобальта),НМК532, иНМК622.

Батареи NCA имеют те же преимущества, что и батареи NMC, на основе никеля, включая высокую плотность энергии и удельную мощность. Вместо марганца NCA использует алюминий для повышения стабильности. Однако катоды NCA относительно менее безопасны, чем другие литий-ионные технологии, более дороги и обычно используются только в высокопроизводительных моделях электромобилей.

Благодаря использованию железа и фосфатов вместо никеля и кобальта, батареи LFP дешевле производить, чем варианты на основе никеля. Однако они предлагают меньшую удельную энергию и больше подходят для электромобилей стандартного или ближнего радиуса действия. Кроме того, LFP считается одним из самых безопасных химических веществ и имеет длительный срок службы, что позволяет использовать его в системах хранения энергии.

Хотя батареи LCO обладают высокой энергоемкостью, к их недостаткам относятся относительно короткий срок службы, низкая термическая стабильность и ограниченная удельная мощность. Поэтому эти батареи являются популярным выбором для приложений с низкой нагрузкой, таких как смартфоны и ноутбуки, где они могут обеспечивать относительно небольшое количество энергии в течение длительного времени.

Аккумуляторы LMO, также известные как марганцево-шпинельные батареи, обеспечивают повышенную безопасность и возможность быстрой зарядки и разрядки. В электромобилях катодный материал LMO часто смешивается с NMC, где часть LMO обеспечивает высокий ток при ускорении, а NMC обеспечивает больший запас хода.

В отличие от других химических элементов, описанных выше, где состав катода имеет значение, в батареях LTO используется уникальная поверхность анода, изготовленная из оксидов лития и титана. Эти батареи демонстрируют превосходную безопасность и производительность при экстремальных температурах, но имеют низкую емкость и относительно дороги, что ограничивает их масштабное использование.

Теперь, когда мы знаем о шести основных типах литий-ионных аккумуляторов, какие из них доминируют на рынке электромобилей и как это изменится в будущем?

Чтобы это узнать, следите за обновлениямиЧасть 2принадлежащийСерия аккумуляторных технологий, где мы рассмотрим основные химические характеристики аккумуляторов для электромобилей по прогнозируемой доле рынка в период с 2021 по 2026 год.

Визуализация мирового производства электромобилей в 2022 году по брендам

Визуализация растущего спроса на никель и медь

График: зависимость Америки от импорта важнейших полезных ископаемых

Насколько чисты никель и литий в батарее?

Рейтинг: ведущие страны-производители кобальта в мире

Сколько лет ядерным реакторам в мире?