Apa saja teknologi matang untuk baterai lithium-ion?

1. Kehidupan padat penuh2+
Baterai lithium-ion cair saat ini banyak digunakan di pasaran, sehingga disebut juga baterai lithium-ion cair. Singkatnya, ini adalah baterai lithium-ion yang sepenuhnya solid-state. Semua komponennya berbentuk padat, dan elektrolit padat menggantikan elektrolit cair dan pemisah baterai lithium-ion tradisional.
Dibandingkan dengan baterai litium-ion cair, elektrolit padat memiliki keunggulan sebagai berikut: Memiliki keamanan dan ketahanan panas yang sangat baik, serta dapat bekerja dalam waktu lama pada kisaran 60-120 derajat . Jendela elektrokimia lebar, hingga 5 V, dapat dicocokkan dengan bahan bertegangan tinggi; hanya ion litium, tidak ada elektron; memiliki sistem pendingin sederhana dan kepadatan pendinginan yang tinggi; cocok untuk baterai ultra-tipis dan fleksibel. Namun kekurangannya juga terlihat jelas, yaitu baterai memiliki konduktivitas per satuan luas yang rendah, daya spesifik yang rendah pada suhu kamar, dan biaya yang tinggi. Baterai berkapasitas besar sulit untuk diindustrialisasi.
Kepadatan daya, stabilitas siklus, kinerja keselamatan, kinerja suhu tinggi dan rendah, serta masa pakai baterai lithium-ion solid-state berkaitan erat dengan kinerja bahan elektrolit. Elektrolit padat dapat dibagi menjadi elektrolit polimer (biasanya terdiri dari PEO, LiTFSI, dll.) dan elektrolit anorganik (seperti oksida dan sulfida). Teknologi baterai all-solid-state dinilai menjadi kunci perkembangan selanjutnya. Seiring dengan semakin berkembangnya teknologi, semua masalah akan teratasi.

2. Baterai dengan kepadatan energi tinggi bahan ternary
Dengan berkembangnya teknologi baterai lithium-ion berdensitas energi tinggi, bahan katoda terner telah menarik perhatian luas. Bahan katoda terner banyak digunakan dalam bidang penyimpanan energi karena kapasitas spesifiknya yang tinggi, stabilitas siklus yang baik, dan biaya yang rendah. Kepadatan energi bahan katoda terner dapat ditingkatkan secara efektif dengan meningkatkan tegangan baterai dan kandungan unsur nikel dalam bahan tersebut.
Secara teoritis, material terner memiliki keunggulan alami pada tegangan tinggi: nilai standar material katoda terner adalah 4,35 V. Pada nilai ini, material terner juga dapat menjaga stabilitas siklus yang baik. Ketika tegangan pengisian meningkat menjadi 4,5 V, kapasitas material simetris (333, 442) dapat mencapai 190, dan kinerja siklus juga baik, sedangkan kinerja siklus (532) sedikit lebih buruk; ketika tegangan mencapai 4,6 V, material terner memiliki kinerja siklus yang mulai menurun dan pembengkakan menjadi lebih parah. Saat ini, penerapan praktis bahan katoda tegangan tinggi terner dibatasi oleh elektrolit tegangan tinggi.
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. Sistem ini mempunyai kelebihan yaitu kapasitas spesifik yang tinggi dan biaya yang rendah, namun mempunyai permasalahan penyimpanan. Lithium memiliki masalah seperti kemampuan yang lemah dan stabilitas termal yang buruk. Oleh karena itu, memodifikasinya adalah cara yang efektif untuk meningkatkan kinerjanya. Ukuran dan morfologi mikro-nano merupakan faktor penting yang menentukan kinerja katoda terner Ni tinggi. Penelitian yang ada terutama memperoleh partikel berbentuk bola berukuran kecil dan luas permukaan spesifik yang tinggi melalui dispersi seragam pada permukaan elektroda.