Keď hustota energetiky lítiových batérií prekročí prah 300WH/kg, materiály s vysokým obsahom kladných elektród sa stávajú kľúčovou hnacou silou za ňou. Obsah niklu vyskočil z 5 sérií (NI50%) na 8 sérií (NI80%) a dokonca 9 sérií (NI90%), čo nielen zvyšuje kapacitu batérie o viac ako 20%, ale tiež podporuje rozsah elektrického vozidla, aby ľahko prekročil 600 kilometrov. Za týmto „konkurenciou pridávania niklu“ je však prísnou rovnováhou medzi stabilitou materiálu a presnosťou procesu.
1 Hra aktivity a stability: Prielom na úrovni materiálu
Hlavným rozporom s vysokými niklovovými materiálmi je kompromis medzi aktivitou a stabilitou. Zvýšenie obsahu niklu zvyšuje schopnosť deinterkalácie lítium iónov, ale môže viesť k kolapsu pozitívnej štruktúry materiálu elektródy - rýchlosť retencie kapacity 8 buniek sérií je zvyčajne o 10% nižšia ako v 5 bunkách sérií po 200 cykloch. Na vyriešenie tohto problému výrobcovia prijmú „monokryštalický“ proces na výrobu tradičných polykryštalických častíc do kompletných jednotlivých kryštálov, čím sa znižujú hraničné reakcie zŕn medzi časticami. Životnosť cyklu jednej kryštálovej bunky série 9. série spoločnosti prekročila 1500-krát, čo je o 50% dlhšie ako bežné polykryštalické výrobky.
Technológia povrchového povlaku je ako umiestniť „ochranný odev“ na pozitívny elektródový materiál. Pokrytím povrchu častíc vrstvou Al ₂ o ⅲ alebo lipo ⅲ filmu môže blokovať eróziu elektrolytu bez ovplyvnenia vedenia lítium iónov. Testy ukázali, že rýchlosť rozkladu kapacity 811 batériových buniek (NI80% CO10% MN10%) po ošetrení potiahnutia sa počas vysokej teploty cyklovania pri 60 stupňoch zníži o 30%. Technológia dopingovej modifikácie môže zvýšiť stabilitu kryštálovej štruktúry zavedením prvkov, ako sú MG a ZR. 92% vysoká bunka nikel batérie dotkovaná s MG stále udržuje mieru retencie kapacity 85% po 1 000 cykloch, čo je ďaleko presahujúca priemer priemyslu 70%.
Riadenie procesu 2 milimetrov na úrovni: Presná bitka vo výrobnom procese
Vysoké niklové materiály sú mimoriadne citlivé na vlhkosť a dávkový dielňa musí udržiavať suché prostredie s rosným bodom pod -40 stupňom, ktorý je 100 -krát suchší ako vzduch v púštnych oblastiach. Akonáhle obsah vlhkosti prekročí 50 ppm, spôsobí hydrolýzu materiálu, ktorý spôsobí plynný plyn, koroduje elektródy a spôsobí opuch buniek. Popredný podnik používa na reguláciu obsahu vlhkosti materiálov v rámci 22:00, čím sa zníži rýchlosť defektu batériových buniek pod 0,5%.
Chyba povrchovej hustoty v procese poťahovania sa musí regulovať v rámci ± 1%, inak môže nadmerný obsah miestneho niklu spôsobiť mikro -skratky. Výrobná línia Ningde Times využíva laserovú online detekciu na reguláciu kolísania hrúbky elektród v 2 μm a spolupracuje s servomotormi na upravenie rýchlosti poťahovania v reálnom čase, čím sa zvýši výťažok vysokých batériových buniek z 75% na 92%. Proces valcovania prijíma technológiu „gradientového tlaku“, pričom tlak na okraji je o 10% nižší ako v strede, čím sa zabráni rozbitiu častíc vysokého niklového materiálu. Hustota zhutňovania elektród môže dosiahnuť 4,2 g/cm ³, čo je o 8% vyššia ako tradičné procesy.
3 Aplikácia založená na scenári: spôsob prispôsobenia sa z elektrických vozidiel na skladovanie energie
V súčasnosti vysoké batériové bunky prenikli z špičkových elektrických vozidiel do oblasti skladovania energie. V batériách na skladovanie energie v domácnosti znižujú batérie 8 batérií s výhodou energetickej hustoty veľkosť skrinky na skladovanie energie o 15%. Aby sa však vyvážili náklady, výrobcovia často prijímajú hybridný roztok „vysokého niklu+lítium fosforečnanu“ - používajú vysoké bunky nikel batérie na rýchle nabíjanie a vybíjanie počas dňa a fosforečnanu v lítii na udržanie základného zdroja energie v noci, čím sa dosiahne obojstranná situácia medzi výkonom a ekonomikou. Po prijatí tohto riešenia systém ukladania energie nemeckej domácnosti znížil náklady na elektrinu o 0,1 EUR za kilowatthodinu a skrátil obdobie návratnosti investícií o 1,5 roka.
V oblasti špeciálnych vozidiel sa demonštruje vysoký výkon vysokých niklových batérií. Elektrický vysokozdvižný vozík vybavený batériovými bunkami série 9 môže podporovať rýchle nabíjanie 1C (plne nabité za 1 hodinu), čím sa predlžuje doba prevádzky na 8 hodín, čo je o 30% vyššia ako tradičné batérie fosforečnanu lítium. V oblasti bezpilotných lietadiel má 21700 Špecifikácia vysokej niklovej valcovej batériovej bunky hustotu energie 280Wh/kg, čo umožňuje dobe vytrvalosti dronov ochrany plodín prekročiť 40 minút a zvyšuje prevádzkovú účinnosť o 25%.
Vývoj vysokých niklových pozitívnych elektródových buniek je v podstate technickým umením „presnej manipulácie“ - jeho cieľom je maximalizovať energetický potenciál niklových prvkov a zároveň skrotiť ich „divokú náladu“ prostredníctvom modifikácie materiálu a optimalizácie procesu. Vďaka zrelosti technológií, ako je napríklad vysoká nikel a štruktúra jadrového trhu bez kobaltu, táto technika vyrovnávania tlačí lítiové batérie smerom k vyššej hustote energie a dlhšej životnosti.