¿Cuáles son las tecnologías maduras para las baterías de iones de litio?

1. Vida completamente sólida2+
Actualmente en el mercado se utilizan baterías de iones de litio líquidos, por lo que también se denominan baterías de iones de litio líquidos. En resumen, es una batería de iones de litio de estado sólido. Todos sus componentes son sólidos y los electrolitos sólidos reemplazan a los electrolitos líquidos y separadores de las baterías tradicionales de iones de litio.
En comparación con las baterías líquidas de iones de litio, los electrolitos totalmente sólidos tienen las siguientes ventajas: tienen muy buena seguridad y resistencia al calor y pueden funcionar durante mucho tiempo en el rango de 60-120 grados. La amplia ventana electroquímica, de hasta 5 V, se puede combinar con materiales de alto voltaje; sólo iones de litio, no electrones; tiene un sistema de refrigeración simple y alta densidad de refrigeración; Adecuado para baterías ultrafinas y flexibles. Pero sus deficiencias también son obvias, es decir, la batería tiene baja conductividad por unidad de área, baja potencia específica a temperatura ambiente y alto costo. Las baterías de gran capacidad son difíciles de industrializar.
La densidad de potencia, la estabilidad del ciclo, el rendimiento de seguridad, el rendimiento a altas y bajas temperaturas y la vida útil de las baterías de iones de litio de estado sólido están estrechamente relacionados con el rendimiento del material electrolítico. Los electrolitos sólidos se pueden dividir en electrolitos poliméricos (generalmente compuestos de PEO, LiTFSI, etc.) y electrolitos inorgánicos (como óxidos y sulfuros). La tecnología de baterías totalmente de estado sólido se considera la clave para el próximo desarrollo. A medida que la tecnología siga madurando, todos los problemas se resolverán.

2. Batería de alta densidad de energía de material ternario
Con el desarrollo de la tecnología de baterías de iones de litio de alta densidad energética, los materiales de cátodos ternarios han atraído una amplia atención. Los materiales de cátodo ternario se utilizan ampliamente en el campo del almacenamiento de energía debido a su alta capacidad específica, buena estabilidad del ciclo y bajo costo. La densidad de energía del material del cátodo ternario se puede aumentar efectivamente aumentando el voltaje de la batería y el contenido de elemento níquel en el material.
Teóricamente, los materiales ternarios tienen ventajas naturales en alto voltaje: el valor estándar de los materiales de cátodo ternario es 4,35 V. A este valor, los materiales ternarios también pueden mantener una buena estabilidad del ciclo. Cuando el voltaje de carga aumenta a 4,5 V, la capacidad del material simétrico (333, 442) puede alcanzar 190 y el rendimiento del ciclo también es bueno, mientras que el rendimiento del ciclo de (532) es ligeramente peor; cuando el voltaje alcanza 4,6 V, el material ternario tiene un rendimiento del ciclo que comienza a degradarse y el hinchamiento se vuelve más severo. En la actualidad, la aplicación práctica de materiales catódicos ternarios de alto voltaje está limitada por el electrolito de alto voltaje.
By increasing the Ni content to increase the energy density of the ternary system, high Ni ternary systems are currently commonly used, that is, high Ni ternary systems with Ni mole fraction >0.6. Este sistema tiene las ventajas de una alta capacidad específica y un bajo coste, pero presenta problemas de almacenamiento. El litio tiene problemas como una capacidad débil y una estabilidad térmica deficiente. Por tanto, modificarlo es una forma eficaz de mejorar su rendimiento. El tamaño y la morfología del micronano son factores importantes que determinan el rendimiento de los cátodos ternarios con alto contenido de Ni. Las investigaciones existentes obtienen principalmente partículas esféricas de pequeño tamaño y alta superficie específica mediante una dispersión uniforme en la superficie del electrodo.