리튬이온 배터리의 성숙한 기술은 무엇입니까?

1. 완전 고체 LiFe2+
현재 시중에는 액체 리튬이온 배터리가 사용되고 있어 액체 리튬이온 배터리라고도 불린다. 쉽게 말하면 전고체 리튬이온 배터리다. 모든 구성 요소는 고체이며, 고체 전해질은 기존 리튬 이온 배터리의 액체 전해질과 분리막을 대체합니다.
전고체 전해질은 액체 리튬이온 배터리에 비해 다음과 같은 장점이 있습니다. 안전성과 내열성이 매우 우수하고 60-120도 범위에서 장시간 작동할 수 있습니다. 최대 5V의 넓은 전기화학 창은 고전압 재료와 일치할 수 있습니다. 리튬 이온만 있고 전자는 없습니다. 냉동 시스템이 간단하고 냉동 밀도가 높습니다. 매우 얇고 유연한 배터리에 적합합니다. 그러나 단점도 뚜렷하다. 단위 면적당 전도성이 낮고, 상온에서의 비전력이 낮으며, 가격이 높다는 점이다. 대용량 배터리는 산업화가 어렵다.
전고체 리튬이온전지의 전력밀도, 사이클 안정성, 안전성능, 고온 및 저온 성능, 수명 등은 전해질 소재의 성능과 밀접한 관련이 있다. 고체 전해질은 고분자 전해질(보통 PEO, LiTFSI 등으로 구성)과 무기 전해질(산화물, 황화물 등)로 나눌 수 있습니다. 전고체전지 기술은 차세대 발전의 핵심으로 꼽힌다. 기술이 계속해서 성숙해지면 모든 문제는 해결될 것입니다.

2. 삼원계 소재 고에너지 밀도 배터리
고에너지밀도 리튬이온 배터리 기술의 발달로 삼원계 양극재가 주목을 받고 있다. 삼원계 음극 물질은 높은 비용량, 우수한 사이클 안정성 및 저렴한 비용으로 인해 에너지 저장 분야에서 널리 사용됩니다. 삼원계 양극재의 에너지 밀도는 배터리의 전압과 소재 내 니켈 원소의 함량을 높이면 효과적으로 높일 수 있습니다.
이론적으로 삼원계 재료는 고전압에서 자연스러운 장점을 가지고 있습니다. 삼원계 음극 재료의 표준 값은 4.35V입니다. 이 값에서 삼원계 재료는 우수한 사이클 안정성을 유지할 수도 있습니다. 충전 전압이 4.5V로 증가하면 (333, 442) 대칭 재료의 용량은 190에 도달할 수 있으며 사이클 성능도 좋지만 (532)의 사이클 성능은 약간 더 나쁩니다. 전압이 4.6V에 도달하면 삼원계 물질의 사이클 성능이 저하되기 시작하고 팽창이 더욱 심해집니다. 현재 삼원계 고전압 양극재의 실제 적용은 고전압 전해질에 의해 제한됩니다.
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. 이 시스템은 비용량이 높고 비용이 저렴하다는 장점이 있지만 저장 문제가 있습니다. 리튬은 성능이 약하고 열 안정성이 떨어지는 등의 문제가 있습니다. 따라서 이를 수정하는 것은 성능을 향상시키는 효과적인 방법입니다. 마이크로 나노 크기와 형태는 고-Ni 삼원계 음극의 성능을 결정하는 중요한 요소입니다. 기존 연구는 주로 전극 표면에 균일한 분산을 통해 작은 크기와 높은 비표면적을 갖는 구형 입자를 얻는다.