Katere so zrele tehnologije za litij-ionske baterije?

1. Polno trdno življenje2+
Trenutno se na trgu uporabljajo tekoče litij-ionske baterije, zato jih imenujemo tudi tekoče litij-ionske baterije. Skratka, to je popolnoma polprevodniška litij-ionska baterija. Vse njegove komponente so trdne, trdni elektroliti pa nadomeščajo tekoče elektrolite in separatorje tradicionalnih litij-ionskih baterij.
V primerjavi s tekočimi litij-ionskimi baterijami imajo popolnoma trdni elektroliti naslednje prednosti: Ima zelo dobro varnost in toplotno odpornost ter lahko deluje dolgo časa v območju 60-120 stopinj. Široko elektrokemično okno, do 5 V, se lahko ujema z visokonapetostnimi materiali; samo litijevi ioni, brez elektronov; ima preprost hladilni sistem in visoko gostoto hlajenja; primeren za ultra tanke in fleksibilne baterije. Očitne pa so tudi njegove pomanjkljivosti, to je, da ima baterija nizko prevodnost na enoto površine, nizko specifično moč pri sobni temperaturi in visoke stroške. Baterije z veliko zmogljivostjo je težko industrializirati.
Gostota moči, stabilnost cikla, varnostna učinkovitost, zmogljivost pri visokih in nizkih temperaturah ter življenjska doba popolnoma polprevodniških litij-ionskih baterij so tesno povezani z zmogljivostjo elektrolitskega materiala. Trdne elektrolite lahko razdelimo na polimerne elektrolite (običajno sestavljene iz PEO, LiTFSI itd.) in anorganske elektrolite (kot so oksidi in sulfidi). Tehnologija popolnoma polprevodniških baterij velja za ključ do naslednjega razvoja. Ko bo tehnologija še naprej dozorela, bodo vse težave rešene.

2. Baterija z visoko energijsko gostoto iz ternarnega materiala
Z razvojem tehnologije litij-ionskih baterij z visoko energijsko gostoto so trikomponentni katodni materiali pritegnili široko pozornost. Ternarni katodni materiali se pogosto uporabljajo na področju shranjevanja energije zaradi svoje visoke specifične zmogljivosti, dobre ciklične stabilnosti in nizkih stroškov. Energijsko gostoto materiala ternarne katode je mogoče učinkovito povečati s povečanjem napetosti baterije in vsebnosti elementa niklja v materialu.
Teoretično imajo ternarni materiali naravne prednosti pri visoki napetosti: standardna vrednost ternarni katodnih materialov je 4,35 V. Pri tej vrednosti lahko ternarni materiali tudi ohranijo dobro stabilnost cikla. Ko se polnilna napetost poveča na 4,5 V, lahko zmogljivost (333, 442) simetričnega materiala doseže 190, zmogljivost cikla pa je prav tako dobra, medtem ko je zmogljivost cikla (532) nekoliko slabša; ko napetost doseže 4,6 V, se ternarni material začne slabšati in nabrekanje postane hujše. Trenutno je praktična uporaba ternarnih visokonapetostnih katodnih materialov omejena z visokonapetostnim elektrolitom.
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. Ta sistem ima prednosti visoke specifične zmogljivosti in nizkih stroškov, vendar ima težave s shranjevanjem. Litij ima težave, kot sta šibka zmogljivost in slaba toplotna stabilnost. Zato je njegovo spreminjanje učinkovit način za izboljšanje njegove učinkovitosti. Mikronano velikost in morfologija sta pomembna dejavnika, ki določata učinkovitost ternarnih katod z visoko vsebnostjo Ni. Obstoječe raziskave v glavnem pridobivajo sferične delce majhne velikosti in visoke specifične površine z enakomerno disperzijo na površini elektrode.