लिथियम-आयन बैटरियों के लिए कैथोड सामग्री की श्रेणियाँ क्या हैं?

पावर बैटरी (लिथियम-आयन बैटरी) नई ऊर्जा वाहनों का दिल हैं। सामान्यतया, पावर बैटरी की लागत नई ऊर्जा वाहनों की लागत का लगभग 40% है। कैथोड सामग्री पावर बैटरी का मूल है, और पावर बैटरी में इसकी लागत लगभग 40% जितनी अधिक है।

कैथोड सामग्री का चुनाव सीधे बैटरी के प्रदर्शन को निर्धारित करता है। क्योंकि सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री का बैटरी प्रदर्शन पर अधिक प्रभाव पड़ता है, कई शोधकर्ताओं ने खुद को उच्च प्रदर्शन सकारात्मक इलेक्ट्रोड सामग्री, जैसे लिथियम निकलेट, लिथियम कोबाल्टेट, लिथियम टाइटेनेट, और इसी तरह के विकास के लिए समर्पित किया है।

1. लिथियम निकल ऑक्साइड। लिथियम निकल ऑक्साइड मुख्य रूप से लिथियम निकल ऑक्साइड द्वारा दर्शाया जाता है। उत्पाद की विशेषताएं निकल कोबाल्ट ऑक्साइड के समान हैं, लेकिन कीमत निकल कोबाल्ट ऑक्साइड की तुलना में कम है। इसकी उच्च ऊर्जा घनत्व के कारण, यह 274mAh/g तक पहुंच सकता है, जो एक आदर्श उच्च ऊर्जा घनत्व है। लिथियम-आयन बैटरी कैथोड सामग्री, लेकिन इसका सुरक्षा प्रदर्शन बहुत खराब है, और चक्रों की संख्या अपेक्षाकृत कम है, इसलिए लिथियम-आयन बैटरी कैथोड सामग्री के रूप में लिथियम निकलेट का उपयोग करने वाले कई निर्माता नहीं हैं।

2. लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड। लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड मुख्य रूप से लिथियम कोबाल्ट ऑक्साइड द्वारा दर्शाया जाता है, जिसमें पांच उच्च विशेषताएं हैं, अर्थात् उच्च ऊर्जा घनत्व, उच्च मूल्य, उच्च शक्ति, उच्च स्तर का व्यावसायीकरण और उच्च चक्र जीवन। कमियां भी जगजाहिर हैं। मेरे देश में कोबाल्ट लवण की गंभीर कमी है। आयात करने की जरूरत है।

3. लिथियम टाइटेनियम ऑक्साइड। लिथियम टाइटेनियम ऑक्साइड का विशिष्ट प्रतिनिधि लिथियम टाइटेनेट है। ज़ुहाई यिनलांग इस क्षेत्र में एक प्रमुख स्थान रखता है। लिथियम टाइटेनेट का लाभ फास्ट चार्जिंग है, लेकिन नुकसान यह है कि इसमें कम ऊर्जा घनत्व होता है और इसे कुछ समय के लिए चार्ज करने की आवश्यकता होती है। एक और फायदा सुरक्षा है, और तीसरा फायदा यह है कि साइकिल की संख्या 20,000 तक पहुंच सकती है।

4. निकल और कोबाल्ट बहु-तत्व ऑक्साइड। यह बहु-तत्व ऑक्साइड है जिसे हम अक्सर कहते हैं। सबसे आम लिथियम निकल कोबाल्ट मैंगनीज ऑक्साइड और लिथियम निकल कोबाल्ट एल्यूमिनेट हैं। उनमें से, लिथियम निकल कोबाल्ट मैंगनेट को लिथियम निकल कोबाल्ट मैंगनेट 111 और लिथियम निकल कोबाल्ट मैंगनीज ऑक्साइड 523 में विभाजित किया गया है। निकल कोबाल्ट मैंगनीज लिथियम 622, निकल कोबाल्ट मैंगनीज लिथियम 811, लेकिन निकल कोबाल्ट लिथियम एल्यूमिनेट इतना लोकप्रिय नहीं है, यह तकनीकी मार्ग ज्यादातर है उपयोग के लिए पैनासोनिक द्वारा टेस्ला को प्रदान किया गया, जिसमें निकेल कोबाल्ट लिथियम एल्यूमिनेट का अनुपात ०.८ से ०.०५ से ०.०५ है।

5. लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड। लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड मुख्य रूप से लिथियम मैंगनीज ऑक्साइड और लिथियम परमैंगनेट द्वारा दर्शाए जाते हैं। मेरे देश में संसाधन अपेक्षाकृत प्रचुर मात्रा में हैं, और उत्पाद वर्तमान में एक शोध हॉटस्पॉट हैं। उनमें से, LiMn2O4 में उच्च ऊर्जा घनत्व है, लेकिन इसकी स्थिरता बहुत कम है, विशेष रूप से उच्च तापमान की स्थिति में, LiMn2O4 अस्थिर है, लेकिन इसके मुख्य लाभ स्पष्ट हैं। उत्पाद प्रदूषण मुक्त है और इसमें अच्छा सुरक्षा प्रदर्शन है।

6. लिथियम आयरन फॉस्फोरस ऑक्साइड। लिथियम आयरन फॉस्फोरस ऑक्साइड का मुख्य प्रतिनिधि लिथियम आयरन फॉस्फेट है। इसका उत्पाद प्रदर्शन संतुलित, गैर विषैले और गैर-प्रदूषणकारी है, और चक्रों की संख्या 2000 से कम नहीं है। जब यात्री कारों के शक्ति स्रोत के रूप में उपयोग किया जाता है, तो सुरक्षा प्रदर्शन उच्च स्तर का होता है।

इसके अलावा, लिथियम-आयन बैटरी के लिए उम्मीदवार कैथोड सामग्री को संरचना के अनुसार तीन मुख्य श्रेणियों में विभाजित किया जा सकता है: (1) लीएमओ 2 (एम=सह, नी, एमएन) स्तरित संरचना के साथ कैथोड सामग्री; (2) स्पिनल संरचना के साथ LiMn2O4 कैथोड सामग्री; (3) ओलिवाइन संरचना के साथ LiFePO4 कैथोड सामग्री।