Thread Content
Те, кто заинтересован, могут ознакомиться с другими моими статьями по адресу http://www.haolin.biz/UserForum/blog/bloghome.html. Литий фторопрофосфат благодаря своей высокой электропроводности и электрохимической стабильности в настоящее время широко используется в качестве электролита для литиево-ионных аккумуляторов. Он применяется в литиево-ионных двигателях, аккумуляторах для хранения энергии, а также в других бытовых батареях. В ближайшем и среднесрочном будущем он останется незаменимым электролитом для литиево-ионных аккумуляторов. Рост спроса на новые электромобили приводит к дефициту лития фторопрофосфата на рынке. Из-за нехватки продукции цена лития гексафторфосфата постоянно растет с второй половины прошлого года: с 90 тыс. долларов за тонну в середине 2015 года она выросла до примерно 400 тыс. долларов за тонну в настоящее время. Технологические барьеры в производстве лития пентафторфосфата довольно высоки, период расширения производства длительный, поэтому новым производителям трудно войти на рынок. Дополнительные мощности обычно создаются существующими производителями; в Китае лишь немногие компании способны осуществлять производство в крупных масштабах. В настоящее время предприятия в стране, обладающие мощностями по производству лития гексафторфосфата, уже занимаются расширением своих производственных мощностей. Однако из-за сложности и длительности процедур настройки оборудования для производства этого вещества, на расширение мощностей требуется как минимум 1 год. Поэтому ситуация с предложением на рынке будет оставаться напряженной. С дальнейшим развитием мер по энергосбережению, сокращению выбросов и охране окружающей среды во всем мире неизбежно произойдет стремительный рост индустрии литий-ионных аккумуляторов, а спрос на электролиты для них будет только возрастать. Теперь поговорим о шести типах литиево-ионных аккумуляторов. Литий-фосфатный феррит (LFP) — это аккумуляторы на основе литий-фосфатного феррита, также называемые литий-фосфатными аккумуляторами. В качестве катода в таких аккумуляторах используется фосфат. Эти аккумуляторы обладают способностью к обратимому включению и выделению ионов лития. Это связано с тем, что в структуре LiFePO4, состоящей из комплексных анионов (PO4)3-, замена ионов кислорода на ионы фосфата приводит к изменению трехмерной структуры материала. Это создает больше пространства для перемещения ионов лития, а также способствует стабильности потенциалов их включения и выделения, что обеспечивает хорошие электрохимические свойства таких аккумуляторов. Литий-фосфатные аккумуляторы обладают низким сопротивлением, а связи P-O в кристаллах фосфата лития устойчивы и трудноразрушимы. Даже при высоких температурах или перезарядке их структура не распадается с выделением тепла, как в случае с литий-кобальтовыми аккумуляторами, и не образуются сильно окислительные вещества. Поэтому они характеризуются хорошей безопасностью и термостабильностью. Благодаря стабильной структуре катодного материала на основе литий-фосфата железа, длительному сроку службы, хорошей совместимости с большинством систем электролитов, а также благоприятным объемным свойствам при использовании в сочетании с углеродными катодными материалами, этот материал обладает отличными характеристиками для хранения ; К тому же он обладает богатым составом, низкой стоимостью, низкой токсичностью и не вызывает загрязнения; это один из материалов, которые в настоящее время активно изучаются и разрабатываются в области батарей. Поэтому такие аккумуляторы часто используются в электромотоциклах, требующих длительного срока службы и высокого уровня безопасности, а также в других приложениях. Электромобили также могут использовать такие аккумуляторы в зависимости от пространства, предназначенного для них. Китайская компания с вертикально интегрированной структурой BYD отдает предпочтение литиевым аккумуляторам на основе фосфата железа, утверждая, что это более безопасный и дешевый вариант; при этом плотность энергии у них немного ниже, но её можно повысить путем внесения усовершенствований. Оксид лития и кобальта (LCO) – это литиево-фосфатные аккумуляторы; литиево-кобальтовые аккумуляторы также называются литий-ионными кобальтовыми батареями. Такие аккумуляторы изготавливаются из карбоната лития и кобальта. Благодаря высокой емкости эти аккумуляторы используются в мобильных телефонах, ноутбуках и цифровых камерах. Упомянуты некоторые недостатки таких типов батарей; кроме того, у них есть такие изъяны, как короткий срок службы и ограниченная электропроводность. Это означает, что устройства с такими аккумуляторами требуют относительно частой зарядки, и это всегда было проблемой для пользователей смартфонов. Кроме того, безопасность этой батареи ниже, чем у других типов. Мягкими могут быть не только девушки, но и батареи. Ранее появлялись сообщения о том, что такие батареи могут менять свою традиционную форму, быть гибкими и скручиваться, что принесет новые изменения в электронные устройства. Оксид лития и марганца (LMO). Аккумуляторы на основе оксида лития и марганца обычно называются литиевыми марганцовыми аккумуляторами или литий-ионными марганцовыми батареями. У них также есть красивое название — спинеллы. Технология таких батарей была впервые открыта в 1980-х годах; первая публикация по этой теме появилась в 1983 году в журнале «Annals of Materials Research». В 1996 году компанией Moli Energy был выпущен первый коммерческий литий-ионный аккумулятор, в котором в качестве катодного материала использовался оксид лития-марганца. Батареи на оксидах лития и марганца известны благодаря своей высокой термостабильности и безопасности по сравнению с другими типами литиево-ионных батарей. Поэтому такие батареи обычно используются в медицинском оборудовании и электронных устройствах, а также в электроинструментах, электровелосипедах и устройствах для хобби. Также можно использовать батареи на основе оксида лития-марганца для питания ноутбуков и электромобилей. Типичными моделями на рынке коммерческого применения таких аккумуляторов являются Nissan Leaf и General Motors Volt. Однако проблема плохих характеристик при циклировании и хранении при высоких температурах всегда была ключевым фактором, ограничивающим его применение в литий-ионных аккумуляторах для энергетики. Оксиды лития, никеля, кобальта и марганца (NMC) представляют собой усовершенствованную версию литий-железофосфатных аккумуляторов. Аккумуляторы на основе никель-кобальт-марганцевых оксидов также называются аккумуляторами с тройным компонентом NMC. Эти аккумуляторы изготавливаются из нескольких распространенных материалов, используемых в литий-железных аккумуляторах. К ним относятся комбинированные материалы катодов на основе никеля, марганца и кобальта. Аккумуляторы NMC могут обладать высокой удельной энергией или высокой удельной мощностью, но не могут иметь обе эти характеристики одновременно. Такие аккумуляторы наиболее распространены в электроинструментах и силовых установках транспортных средств. Соотношение компонентов в катоде обычно составляет: треть никеля, треть марганца и треть кобальта. Это означает, что стоимость сырья при таком составе ниже, чем при использовании других вариантов; ведь кобальт является довольно дорогим материалом. По данным Battery University, такие аккумуляторы также часто являются предпочтительным выбором для электромобилей благодаря низкой скорости самонагревания. Однако, поскольку кобальт является редким металлом, а большая его часть хранится в **Конго**, где политическая обстановка нестабильна, в будущем цены на кобальт, вероятно, пойдут вверх. В будущем может возникнуть ситуация, когда даже умелый мастер не сможет ничего сделать без необходимых материалов; следовательно, аккумуляторы на основе фосфата железа все еще имеют преимущество в виде дешевизны и доступности исходных материалов. Оксид лития, никеля, кобальта и алюминия (NCA). Аккумуляторы на основе оксида лития, никеля, кобальта и алюминия также называются аккумуляторами NCA; они играют все более важную роль в электроприводах и системах хранения энергии в сетях. Аккумуляторы NCA не являются распространенными в потребительской промышленности, но имеют перспективы в автомобильной отрасли. Аккумуляторы NCA представляют собой вариант высокоэнергетичных аккумуляторов с длительным сроком службы, хотя они и не являются безопасными, а к тому же могут быть довольно дорогими. Консалтинговая группа Boston Consulting Group отмечает, что при установке аккумуляторов NCA в автомобили необходимы меры безопасности; контроль за их работой и поведением позволяет обеспечить безопасность водителей. Лаборатория Аргоон провела исследования потенциала аккумуляторов NCA, а также возможных проблем с материалами, связанными с ними. Исходя из увеличения доли электромобилей на рынке, и учитывая, что в таких автомобилях обычно используются аккумуляторы типа NCA, спрос в США на литий резко возрастет. Конечно, такие батареи также сталкиваются с проблемой дефицита переходных металлов. Литиевый титанат (LTO), также известный как литиотитанат, — это тип батарей с более широким спектром применения. Благодаря использованию передовых нанотехнологий для создания структуры аккумулятора в литиево-титанатных аккумуляторах, их главным преимуществом является возможность быстрой зарядки. Однако плотность литиевых титанатных аккумуляторов по-прежнему выше, чем у других нелитийно-ионных аккумуляторов, что является их преимуществом. Эти аккумуляторы могут применяться в таких областях, как **аэрокосмос, а также для хранения энергии, полученной от ветра и солнца, что способствует созданию интеллектуальных электросетей. Кроме того, объем батарей показывает, что их также можно использовать в качестве важного резерва для электроснабжения. В настоящее время производители используют литиево-титанатные аккумуляторы в электромобилях и велосипедах, и, возможно, такие аккумуляторы будут применяться и в электробусах общественного транспорта. Однако у этих аккумуляторов меньшее по сравнению с другими литиевыми аккумуляторами внутреннее напряжение или меньшая энергетическая плотность, и теперь вопрос заключается в том, как эффективно приводить в движение транспортное средство.