Литий аккумулятор: Аккумуляторы – Преимущества литий‑ионного аккумулятора – Apple (RU)

Литий-ионные аккумуляторные батареи – Особенности интерфейса и менеджмента ЛИАБ – ПАО Сатурн

Обеспечение надежности и безопасности ЛИАБ

Защита от перезаряда и переразряда внешне обеспечивается электронным устройством, абсолютно надежным в управлении.

Внутреннее КЗ предотвращается конструктивно: обертыванием (пакетированием) электродов сепараторами и тем, что при этом между электродами находится трехслойный сепаратор, который при достижении критической температуры теряет пористость (заплавляется) и останавливает электрохимический процесс.

Исключение из цепи отказавших или аномально деградировавших аккумуляторов выполняется применением байпасных переключателей.

Основные требования, которые предъявляются к байпасному переключателю для литий-ионной аккумуляторной батареи для космического аппарата, это надежность, минимальные энергетические потери, минимальная масса, сохранение неразрывности цепи ЛИАБ при переключении и механическая и радиационная стойкость.

Схема подключения байпасного переключателя и временная диаграмма работы переключателя обеспечивает сохранение неразрывности при переключении цепи соединения аккумуляторов в аккумуляторной батарее.

Таким образом, отказ любого элемента не приводит к отказу ЛИАБ. Надежность ЛИАБ обеспечивается также всеобъемлющей квалификацией (в том числе ресурсными испытаниями) и тщательным контролем при изготовлении.

Литий-ионный аккумулятор 1000 Wh | BAHCO

Литий-ионный аккумулятор 1000 Wh | BAHCO | Bahco Russia

The store will not work correctly in the case when cookies are disabled.

JavaScript seems to be disabled in your browser. For the best experience on our site, be sure to turn on Javascript in your browser.

Мы используем файлы cookie, чтобы Вам было удобнее использовать сайт
В соответствии с Общим регламентом по защите данных нам необходимо Ваше согласие на хранение этих файлов. Узнать больше.

Разрешить файлы cookie

Please indicate which country or region you are in to view specific content: /

Закрыть Дополнительная информация

Информация о товаре

• Безопасный: электронное управление литий-ионных аккумуляторов
• Постоянная мощность независимо от уровня запасенной энергии
• Легкий: Лучшее соотношение веса и энергии
• BCL1B10 развивает мощность в 1000 Wh при весе в 4,1 кг литий-ионных элементов
• Умный: Аккумулятор распознает инструмент, который к нему подсоединяется
• Внутреннее управление аккумулятора обеспечивает 24-месячное хранение устройства без подзарядки
• Долгоиграющий: от 1/2 до 2 дней автономии
• Дисплей аккумулятора показывает процент заряда батареи
• Поставляется с ремнем и зарядным устройсвом
• Двойная поддержка ремнем спины пользователя обеспечивает вентиляцию и комфорт
• Оснащен многочисленными настройками для идеальной адаптации к пользователю

Технические характеристики

Download PDF

Литий-ионные аккумуляторы и батареи — АО Верхнеуфалейский завод Уралэлемент

Призматические литий-ионные аккумуляторы

Аккумулятор ЛИП-6,8-01 ИПЮН.

563361.015 ТУ

Литированный оксид кобальта (LiCoO₂)/графит

Характеристики

Номинальное напряжение, В	3,6
Номинальная емкость, А ч	6,8
Условия заряда
Номинальный ток, А	3,2
Конечное напряжение, В	4,3
Условия разряда
Номинальный ток, А	3,2
Максимальный ток, А	12,8
Конечное напряжение, В	2,8
Гарантийная наработка, циклов	500
Рабочая температура, °С при заряде	0 ~ 50
Рабочая температура, °С при разряде	-40 ~ 50
Толщина, мм, не более	19
Длина, мм, не более	60
Высота, мм, не более	65
Максимальная масса, кг	0,2

Разрядные характеристики

---

Аккумулятор ЛИП-5,4-01 ИПЮН.

563361.030 ТУ

Литий-никель-кобальт-алюминий (NiCoAl)/графит

Характеристики

Номинальное напряжение, В	3,6
Номинальная емкость, А ч	5,4
Условия заряда
Номинальный ток, А	2,7
Конечное напряжение, В	4,3
Условия разряда
Номинальный ток, А	2,7
Максимальный ток, А	5,4
Конечное напряжение, В	2,8
Гарантийная наработка, циклов	500
Рабочая температура, °С при заряде	0 ~ 50
Рабочая температура, °С при разряде	-40 ~ 50
Толщина, мм, не более	19
Длина, мм, не более	60,5
Высота, мм, не более	56
Максимальная масса, кг	0,12

---

Аккумулятор ЛИП-10 ИПЮН.

563361.026 ТУ

Литий-никель-марганец-кобальт (NMC)/графит

Характеристики

Номинальное напряжение, В	3,5
Номинальная емкость, А ч	10
Условия заряда
Номинальный ток, А	5
Конечное напряжение, В	4,2
Условия разряда
Номинальный ток, А	5
Максимальный ток, А	20
Конечное напряжение, В	2,7
Гарантийная наработка, циклов	1500
Рабочая температура, °С при заряде	0 ~ 50
Рабочая температура, °С при разряде	-20 ~ 50
Толщина, мм, не более	18,3
Длина, мм, не более	65,2
Высота, мм, не более	138,6
Максимальная масса, кг	0,4

Разрядные характеристики

---

Аккумулятор ЛИП-8 ИПЮН.

563361.018 ТУ

Лития железофосфат (LiFePO₄)/графит

Характеристики

Номинальное напряжение, В	3,2
Номинальная емкость, А ч	8
Условия заряда
Номинальный ток, А	4
Конечное напряжение, В	3,6
Условия разряда
Номинальный ток, А	4
Максимальный ток, А	16
Конечное напряжение, В	2,5
Гарантийная наработка, циклов	1000
Рабочая температура, °С при заряде	0 ~ 50
Рабочая температура, °С при разряде	-20 ~ 50
Толщина, мм, не более	18,3
Длина, мм, не более	65,2
Высота, мм, не более	138,6
Максимальная масса, кг	0,31

Разрядные характеристики

---

Аккумулятор ЛИП-60 ИПЮН.

563361.014 ТУ

Лития железофосфат (LiFePO₄)/графит

Характеристики

Номинальное напряжение, В	3,2
Номинальная емкость, А ч	60
Условия заряда
Номинальный ток, А	30
Конечное напряжение, В	3,6
Условия разряда
Номинальный ток, А	30
Максимальный ток, А	300
Конечное напряжение, В	2,5
Гарантийная наработка, циклов	1000
Рабочая температура, °С при заряде	0 ~ 50
Рабочая температура, °С при разряде	-20 ~ 50
Толщина, мм, не более	41
Длина, мм, не более	230,5
Высота, мм, не более	146,5
Максимальная масса, кг	2,4

Разрядные характеристики

---

Аккумулятор ЛИП-95 ИПЮН.

563361.027 ТУ

Литий-никель-марганец-кобальт (NMC)/графит

Характеристики

Номинальное напряжение, В	3,5
Номинальная емкость, А ч	95
Условия заряда
Номинальный ток, А	47,5
Конечное напряжение, В	4,2
Условия разряда
Номинальный ток, А	33
Максимальный непрерывный ток, А	100
Конечное напряжение, В	2,7
Гарантийная наработка, циклов	1500
Рабочая температура, °С при заряде	0 ~ 50
Рабочая температура, °С при разряде	-40 ~ 50
Толщина, мм, не более	48
Длина, мм, не более	148
Высота, мм, не более	202
Максимальная масса, кг	2,5

Разрядные характеристики

---

Аккумулятор ЛИП-95-01 ИПЮН.

563361.039 ТУ

Литий-никель-марганец-кобальт (NMC)/графит

Характеристики

Номинальное напряжение, В	3,6
Номинальная емкость, А ч	95
Условия заряда
Номинальный ток, А	19
Максимальный ток, А	47
Конечное напряжение, В	4,2
Условия разряда
Номинальный ток, А	19
Максимальный непрерывный ток, А	450
Конечное напряжение, В	2,8
Гарантийная наработка, циклов	1000
Рабочая температура, °С при заряде	0 ~ 50
Рабочая температура, °С при разряде	-25 ~ 50
Толщина, мм, не более	41
Длина, мм, не более	221
Высота, мм, не более	182,5
Максимальная масса, кг	3,1

Все, что вы хотели знать о Li-Ion аккумуляторах, но боялись спросить.

    Сейчас на рынке представлено огромное разнообразие Li-Ion аккумуляторов различных марок, как с защитой, так и без. Взрывной рост их популярности пришелся на 2008-2010гг., когда на рынке появились большое количество мощных светодиодных фонарей в зарубежных интернет-магазинах.

    Но, стоит признать, что, до сих пор, для большинства пользователей, этот тип элементов питания является достаточно новым и незнакомым. Чтобы не запутаться во всем этом многообразии мы хотим вам дать несколько советов, чтобы помочь определиться, какой именно литиевый аккумулятор вам необходим (защищенный-незащищенный) и как не купить откровенно некачественный товар.

Что нужно знать при использовании Li-Ion аккумуляторов.

 В силу технологии Li-Ion аккумуляторы имеют ряд ограничений, которые необходимо соблюдать в процессе эксплуатации.
Это:
• максимальное напряжение (напряжение перезаряда) не должно превышать 4,25-4,35В
• минимальное напряжение (напряжение переразряда) не должно быть ниже 2,2-2,5В
• ток разряда не должен превышать 2ух-кратное значение емкости (2С): т. е. для аккумулятора с емкостью 2200мАч максимальный ток разряда не должен быть выше 4400мА, а обладателя емкости в 3100мАч можно смело разряжать током до 6200мА. Есть особые типы высокомощных Li-Ion аккумуляторов, которые предназначены для работы с большими разрядными токами, превышающими величину их емкости в 5-10 раз.

• • ток заряда не должен быть выше половины значения емкости аккумулятора (0,5С).
• По аналогии с током разряда для аккумулятора с емкостью 2200мАч максимальный ток заряда не должен быть выше 1100мА, а аккумулятор с емкостью 3100мАч можно зарядить током в 1550мА.
• • Li-Ion аккумулятор НЕ ЗАРЯЖАЕТСЯ при минусовой температуре, но достаточно спокойно относится к работе на морозе с небольшой потерей емкости. Т.е. зарядили аккумулятор дома, пошли,- поработали на улице, потом, опять, принесли заряжать аккумулятор домой. Это утверждение вы можете проверить в действии на вашем смартфоне или фотоаппарате/видеокамере,- там стоит такой же литиевый аккумулятор, только в другом типоразмере.
• • Незащищенные аккумуляторы нельзя паять. Если вы хотите собрать из отдельных аккумуляторов большую батарею,
• то следует учитывать, что Li-Ion аккумуляторы очень не любят перегрева, а при попытке припаять провод к контакту аккумулятора вы, скорее всего, его перегреете.

Вот так делать не надо

Поэтому собирают аккумуляторные батареи с помощью контактной сварки и специальной ленты.

Качественная сварка Li-Ion аккумуляторной батареи

Опять же, для обслуживания такой батареи вам понадобится контроллер,

Li-Ion аккумуляторная батарея с контроллером заряда-разряда

который будет следить за процессами заряда-разряда аккумуляторов.

    Но, перейдем от теории к практике и попробуем дать ответы на самые распространенные вопросы, которые возникают у покупателей при выборе Li-Ion аккумулятора.

1. Защищенный или нет.

Как мы уже говорили, Li-Ion аккумуляторы должны работать в диапазоне напряжений 4,2-2,5В. Для того, чтобы в процессе работы напряжение на АКБ не выходило за пределы этого диапазона на минусовой контакт незащищенного Li-Ion АКБ (их еще называют «ячейка») ставят небольшую электронную плату защиты (зачастую, она именуется просто «защита»).

Именно эта плата обеспечивает работу ячейки в допустимом диапазоне напряжений, предохраняет от перегрузки по току и от короткого замыкания.

Плата защиты приваривается стальной лентой к контактам аккумулятора

и весь этот «бутерброд», упаковывается в термо-пленку с обозначение бренда и емкости (как реальной так и совершенно бредовой, в некоторых случаях).

на синем аккумуляторе (слева) заявленная емкость не соответствует действительности

Из-за платы защищенные аккумуляторы на пару миллиметров длиннее своих незащищенных сородичей и на 0,5 мм толще.

А, так как, качественная Li-Ion ячейка имеет длину 65мм, то защищенный Li-Ion АКБ вырастает в длине до 68-70мм. Такие аккумуляторы могут обозначаться типоразмером 18700 (где первые две цифры это диаметр в мм., а вторые две- длина). Это надо учитывать при выборе аккумулятора,- сможет ли такой аккумулятор влезть, к примеру, в ваш фонарь или зарядное устройство.

PS. На некоторых зарядных устройствах для Li-Ion аккумуляторах производители заранее указывают, что их продукт может заряжать аккумуляторы типоразмера вплоть до 18700.

зарядные устройства XTAR позволяют заряжать Li-Ion аккумуляторы вплоть до типоразмера 18700

Защищенные аккумуляторы можно применять в любых устройствах, которые расчитаны на работу с Li-Ion источниками питания и не имеют встроенного контроллера заряда-разряда. В настоящее время основными потребителями защищенных АКБ являются светодиодные фонари, так как именно такие аккумуляторы способны обеспечить питанием мощные светодиоды в течении продолжительного времени.

Так же, защищенные аккумуляторы находят все большее распространение в разнообразной маломощной бытовой электронике, которая работает от одного-двух АКБ.

При необходимости собрать более серьезный источник питания прибегают к изготовлению аккумуляторных батарей. Тут уже в ход идут только незащищенные аккумуляторы.

батарея из Li-ion аккумуляторов SANYO

Такие батареи стоят в большинстве современных ноутбуках, в электроинструменте, фото-видео технике, электровелосипедах и т.д. Управляет такими батареями специальный контроллер, который следит за напряжением на каждом отдельном аккумуляторе в батарее и необходимости в индивидуальных платах защиты нет.

контроллер батареи из Li-ion аккумуляторов

Подитог: если у вас светодиодный фонарь, с вероятностью 99% вам необходим защищенный аккумулятор. Если вы хотите отремонтировать батарею в ноутбуке или в шуруповерте или просто вам нужна БАТАРЕЯ из LI-Ion аккумуляторов, то вам необходимы именно незащищенные АКБ.

2. Емкость аккумулятора

Емкость аккумулятора указывается в мАч (милли-ампер-часах).

На момент написания статьи наиболее распространенными значениями емкости являются 2600-3500мАч (для Li-Ion АКБ типоразмера 18650). Емкость влияет только на время работы аккумулятора. Т.е. при прочих одинаковых условиях Li-Ion аккумулятор с емкостью 3400мАч будет работать примерно в 2 раза дольше чем аккумулятор емкостью 1700мАч.

ФАКТ: на настоящее время Li-Ion аккумуляторов типоразмера 18650 емкостью свыше 3500мАч НЕ СУЩЕСТВУЕТ. Все Li-Ion аккумуляторы типоразмера 18650 (а это наиболее распространенный типоразмер), имеющие обозначение 3800-5000мАч ФОТО изначально продукты сомнительного качества от покупки которых следует отказаться.

Обычно, реальная емкость таких АКБ составляет, в лучшем случае, 1500-2200мАч ссылка. А о «достоинствах» плат защит этих АКБ стоит только догадываться. ..  Бывали случаи когда под упаковкой защищенных АКб типоразмера 18650 с обещанием огромной емкости около 4000мАч скрывался неизвестный представитель гораздо меньшего типоразмера, а остальное пространство было забито материалом похожим на обычный песок.

3. Производитель аккумулятора.

    В настоящее время существует не так уж и много производителей Li аккумуляторов. Технология их изготовления не тривиальна и качественное масштабное производство возможно только на больших высокотехнологичных предприятиях. Среди самых известных и отлично-зарекомендовавших себя производителей можно выделить такие компании как: Sanyo, Sony, Panasonic, LG Chem, Samsung SDI, Skme, Moli, BAK, Lishen, ATL, HYB.

    Сразу надо отметить: это фирмы которые непосредственно производят Li-Ion ячейки (незащищенные аккумуляторы). Заводы таких компаний зачастую располагаются в Японии, Тайване или Южной Корее.

ФАКТ: крупные производители Li-Ion аккумуляторов НЕ ВЫПУСКАЮТ ЗАЩИЩЕННЫХ АКБ. Они производят только НЕЗАЩИЩЕННЫЕ аккумуляторы. В природе не существует защищенных Li-Ion аккумуляторов Panasonic или SAMSUNG, которые были бы выпущены непосредственно «панасоником прямо в Японии» или «самсунгом» а все, кто утверждает обратное, по какой-то причине пытаются ввести вас в заблуждение.

    Защищенные аккумуляторы СОБИРАЮТСЯ из незащищенного Li-Ion аккумулятора (ячейки) и платы защиты.

И собираются они тоже по-разному: сборка защищенных АКБ, в основном, происходит на заводах в Китае. Но Китай — Китаю рознь. Есть как откровенное барахло (с емкостями 3800мАч и выше) так и очень качественные продукты.

    Защищенные аккумуляторы выпускаются под совершенно различными брендами, не имеющими отношения к производителю ячеек.

Наименование защищенному аккумулятору дает уже тот производитель, который собрал и упаковал этот аккумулятор. Зачастую, внешняя термоплёнка с нанесенным обозначение бренда скрывает реального производителя Li-Ion ячейки. Хотя, в последнее время наблюдается тенденция к вытеснению откровенно некачественных товаров аккумуляторами, изготовленными на основе качественных Li-Ion ячеек и плат защиты, производителями которых являются общепризнанные лидеры, такие как SANYO, Panasonic, SAMSUNG, SEIKO…

   

---

 Ниже, мы приведем основные составляющие «качественного» защищенного Li-Ion аккумулятора:

1. Упаковка.

На упаковке явно указано из каких составляющих состоит аккумулятор. К качеству упаковки претензий быть не должно. Наличие «бренда» является хорошим знаком,-аккумуляторы без опознавательных знаков, по-умолчанию, доверия не вызывают.

2. Плюсовой контакт

(выступающий бугорок) должен быть жестко зафиксирован на аккумуляторе.

Проще говоря, он должен быть приварен, а не просто прижат картонной шайбой с термоусадкой. Иногда, плюсовой колпачок приваривают к стальной ленте а уже эту ленту приваривают к плюсовому контакту Li-Ioт ячейки.

Ключевое слово везде: «ПРИВАРИВАЮТ»

3. Плата защиты

должна быть от известного производителя и содержать 2-3 МОСФЕТа обеспечивая высокий разрядный ток.

4. Почитайте отзывы

о интересующем вас аккумуляторе на авторитетных интернет- ресурсах, посвященных этой тематике. Зачастую, там можно найти подробнейшие тесты и многочисленные отзывы от конечных пользователей.

скриншот страницы с большим тестом аккумуляторов 18650 с форума cpf.com

Среди самых известных русскоязычных форумов стоит выделить:
http://forum.fonarevka.ru/

Из англоязычных:
http://www.candlepowerforums.com/vb/forum.php
http://lygte-info.dk/

    Будем надеяться, что данная статья смогла дать ответы на большинство вопросов, которые могли возникнуть у вас при покупке и использовании Li-ion аккумуляторов и уберечь вас от разочарования приобретения некачественных продуктов.

    Если же мы упустили какие-либо моменты, которые вы считаете важными,- оставляйте свои комментарии,- мы обязательно ответим и, по возможности, внесем коррективы в текст статьи.

С уважением, коллектив Запас Мощности

Литий-ионные аккумуляторы так пожароопасны, как все думают? | Альтернативная энергетика

На прошлой неделе произошел пожар на крупнейшем в мире хранилище электроэнергии – Tesla Megapacks в австралийской Виктории. И это вновь подняло вопрос о том, насколько безопасны литий-ионные аккумуляторы.

В статье на австралийском веб-сайте EcoGeneration отмечается, что такие батареи действительно склонны к возгоранию при определенных обстоятельствах. Главным образом, из-за того, из чего они сделаны. В материале перечислены некоторые легковоспламеняющиеся элементы литий-ионной батареи. Например, жидкий электролит, через который проходят ионы лития, хорошо горит. То же самое с графитом в аноде и пластиком в изоляции батареи.

Но как в батареях начинается возгорание? Это происходит, когда нарушаются оптимальные условия эксплуатации, пояснил доцент Австралийского национального университета и руководитель исследования материалов для аккумуляторов в программе хранения аккумуляторов и интеграции сетей ANU Алексей Глушенков.

Аккумуляторы чувствительны к перегреву и перезарядке. Первоначально перегрев происходит в одном элементе батареи, но может быстро распространиться на все другие элементы в блоке. Производители аккумуляторов стремятся свести к минимуму вероятность этого. К сожалению, недавние инциденты с Tesla Megapack доказали, что полностью исключить опасность не всегда возможно.

Когда аккумуляторный элемент перегревается, внутри него начинают накапливаться газы. Они раздувают его и, в конечном итоге, нарушают целостность оболочки, позволяя проникнуть кислороду и вызвать возгорание. Но как происходит перегрев? Из-за перезарядки, которая также может вызвать нежелательные химические реакции в элементах батареи, что снова может привести к возгоранию.

Самая частая причина всего этого – короткое замыкание. По словам Глушенкова, это могло быть следствием плохой конструкции аккумулятора или производственного брака. Короткое замыкание также может начаться на молекулярном уровне, когда перезаряд батареи приводит к накоплению металлического лития на аноде. Эти наросты превращаются в так называемые дендриты.

“Поскольку данный процесс повторяется снова и снова, дендриты могут проникать через разделитель между двумя электродами, – объясняет Глушенков. – В результате произойдет короткое замыкание, и батарея мгновенно разрядится, что приведет к выделению большого количества тепла”.

Риск пожара, безусловно, представляет собой проблему. Однако большей трудностью является то, что потушить подобный пожар не так-то просто. Это связано со всеми химическими веществами, которые входят в состав батареи. Данные химические вещества создают газы, которые накапливаются в аккумуляторе прямо перед взрывом.

“У нас нет окончательного ответа на вопрос, как лучше всего бороться с возгоранием электромобиля или накопителя энергии, – сказал The Financial Times профессор Университета Ньюкасла Пол Кристенсен. – Литий-ионные аккумуляторы необходимы для декарбонизации нашей планеты. Но их проникновение в общество намного превзошло наши реальные знания о рисках и опасностях, связанных с ними”.

Можно предположить, что риск минимален. В противном случае мы бы слышали о возгорании аккумуляторов каждый день. Но на самом деле, по словам Кристенсена, в последнее время произошло довольно много пожаров в батареях. Всего 38 за период с 2018 года по настоящий момент. В том числе один на складе аккумуляторов Orsted в Великобритании и один в Аризоне на хранилище аккумуляторов, управляемое Arizona Public Services.

Согласно мнению экспертов, способ снизить риск – обеспечить быстрое высвобождение газов, накопившихся в аккумуляторном элементе. Тем не менее, о быстром освобождении легче сказать, чем это сделать. Между тем, как отмечает FT, риск будет только расти из-за более широкого внедрения литий-ионных батарей, в том числе в домашних условиях.

Публикации в СМИ ООО “Рэнера”

05″ data-scroll-speed=»0.4″> 1. Литий-ионные батареи пожаро- и взрывоопасны
Данный миф обязан своим появлением нескольким широко растиражированным СМИ случаям возгорания различных устройств с литий-ионными аккумуляторами.
К счастью, технический прогресс не стоит на месте, и литий-ионные аккумуляторы становятся безопаснее. Этому способствуют как изменения в химическом составе аккумуляторов, так и развитие систем контроля и управления батареей.
Основной причиной возгорания литий-ионных аккумуляторов первого поколения было наличие в их составе металлического лития в качестве материала анода. На таком аноде в процессе многократных циклов зарядки/разрядки возникали пространственные образования (дендриты), которые прорастали, подобно деревьям, от анода к катоду и прокалывали сепаратор, что приводило к замыканию электродов и, как следствие, выходу аккумулятора из строя, а в редких случаях – к возгоранию или взрыву. Похожие процессы происходили внутри аккумуляторов на основе оксида кобальта, но возникали они лишь в случае нарушения условия эксплуатации – при перезарядке ячеек.
В современных аккумуляторах от этих недостатков получилось избавиться. Во-первых, материал анода был заменён на графит. Графит в литий-ионных аккумуляторах используют благодаря его способности его пористой структуры улавливать и удерживать литий. Во-вторых, были значительно улучшены системы управления процессами заряда, что не позволяло доводить аккумулятор до опасных состояний. В случае отклонения каких-либо параметров от допустимых, аккумулятор отключался либо от зарядного устройства, либо от своей нагрузки.
Усовершенствование литий-ионных аккумуляторов продолжается и по сей день. Например, некоторые современные виды литий-ионных аккумуляторов не подвержены возгоранию и взрыву даже будучи проткнуты насквозь металлическим предметом. Такое повреждение считается самым «жёстким» краш-тестом для аккумуляторов, так как оно приводит к короткому замыканию внутри ячейки.
Таким образом, литий-ионные аккумуляторы сегодня – это современные, надёжные и компактные источники энергии, которые используются повсеместно и ежедневно, не представляя угрозу нашей безопасности. Этому способствует непрекращающийся процесс модернизации аккумуляторов, проверенные алгоритмы системы контроля и управления батареей и накопленный опыт предыдущих ошибок за уже почти тридцатилетнюю эксплуатацию литий-ионных аккумуляторов.

2. Литий-ионные батареи дороже свинцово-кислотных
Данное утверждение хоть и не является мифом, но не до конца правдиво. Действительно, на данном этапе развития технологий капитальные затраты на приобретение систем накопления энергии с литий-ионными батареями могут в 2-4 раза превышать капитальные затраты на приобретение тех же систем со свинцово-кислотными батареями.
Однако, как показывают результаты опытной эксплуатации и расчётов, проведённых на экономических моделях, совокупная стоимость владения систем хранения энергии с литий-ионными батареями ниже, чем у тех же систем со свинцово-кислотными батареями. Данный эффект достигается за счёт следующих преимуществ литий-ионных батарей перед свинцово-кислотными:
• более редкая замена аккумуляторов: срок службы до 20 лет против 2-6 лет у свинцово-кислотных;
• практически полное отсутствие затрат на обслуживание;
• более высокая плотность энергии: до 300 Вт×ч/кг против 50 Вт×ч/кг у свинцово-кислотных;
• как следствие высокой плотности энергии, меньше занимаемая площадь и масса готового решения;
• отсутствие эффекта памяти;
• высокая скорость зарядки с меньшими потерями: до 1-2 часов с КПД 93% против 4-10 часов с КПД 64% у свинцово-кислотных батарей;
• продвинутые возможности мониторинга и управления батареей.
Благодаря совокупности этих факторов, приобретение и установка литий-ионных батарей может стать выгоднее использования свинцово-кислотных уже начиная со 2 года эксплуатации. Стоит отметить, что срок окупаемости капитальных затрат зависит от конкретного применения и может быть как меньше, так и больше указанного.
Помимо этого, следует помнить, что удельная стоимость кВтч энергии, запасаемой литий-ионными батареями, ежегодно снижается. Это делает технологию более доступной, позволяя создавать на её основе более безопасные, надёжные и удобные в эксплуатации системы накопления энергии.

3. Литий-ионные батареи не работают на холоде
Этот миф, как и миф об пожаро- и взрывоопасности литий-ионных аккумуляторов, пришёл из области мобильной техники. Все помнят времена, когда телефоны на сильном морозе очень быстро теряли свой заряд. Действительно, отдельная ячейка аккумулятора подвержена воздействию отрицательных температур, т.к. при температурах ниже 0 градусов Цельсия отдаваемая ёмкость может уменьшаться на величину до 20-40%.
Очевидно, что одно из основных требований к батареям портативной техники – это её компактность и низкий вес. Телефоны и прочая техника становятся меньше и легче с каждым поколением, а их энергопотребление как минимум не снижается. Данная особенность применения литий-ионных аккумуляторов не позволяет оборудовать их системой термостатирования, необходимой для защиты батареи от температурных воздействий окружающей среды.
Совсем по-другому дело обстоит в технике покрупнее: электротранспорте и стационарных системах накопления энергии. Размеры и масса батарей в такой технике играют не последнюю роль, но всё же увеличенные размеры своей техники позволяют укомплектовать батарею вышеупомянутой системой термостатирования, жертвуя частью производительности ради универсальности применения. Система термостатирования предназначена для поддержания в батарейном отсеке оптимальной температуры для литий-ионных аккумуляторов – от 0 до 25 градусов Цельсия. Системы термостатирования могут быть представлены в виде системы охлаждения, системы нагрева или комбинации этих систем.
Доказательством эффективности работы вне зависимости от погодных условий современных литий-ионных батарей служит непрекращающийся рост продаж электромобилей, в том числе в северных странах – Норвегии, Дании, Финляндии. Также современные стационарные системы на основе литий-ионных батарей обеспечивают бесперебойное питание вне зависимости от погодных условий в самых разных уголках России – от крайнего севера до жаркого юга.
Современные литий-ионные батареи – это не просто аккумуляторная ячейка, а целый комплекс обеспечения эффективного и безопасного использования запасённой электрической энергии. Литий-ионные батареи нашего времени при правильном устройстве системы способны работать в любых погодных условиях – от минус 60 до 50 градусов Цельсия. Именно комплексные решения в одном корпусе делают литий-ионные батареи технологией будущего.

Northvolt произвела свой первый литий-ионный аккумулятор в Шеллефтео :: Новости :: РБК Инвестиции

Фото: Northvolt

Европейский конкурент Tesla шведская Northvolt 28 декабря произвела свой первый литий-ионный аккумулятор в Шеллефтео. Об этом сообщает Bloomberg.

«Мы с нетерпением ждем, когда Northvolt Ett значительно расширит свои производственные мощности, чтобы обеспечить переход Европы на чистую энергию», — заявил глава компании Питер Карлссон.

Northvolt сообщила, что получила контракты на сумму более $30 млрд от ведущих автопроизводителей, среди которых BMW, Volkswagen и Volvo.

Больше новостей об инвестициях вы найдете в нашем аккаунте в Instagram

Автор

Марина Ануфриева

Исследователи открыли метод воскрешения «мертвого» лития в литий-ионных батареях

Добавление этого дополнительного шага замедлило износ их тестовой батареи и увеличило срок ее службы почти на 30%.

«В настоящее время мы изучаем возможность восстановления потерянной емкости литий-ионных аккумуляторов с помощью чрезвычайно быстрой стадии разрядки», — сказал ведущий автор Фан Лю в заявлении для СМИ.

По словам Лю, недавно обнаруженный механизм восстановления может быть использован даже в литий-металлических батареях, потому что, как и их литий-ионные аналоги, в таких устройствах также используются положительно заряженные ионы лития, которые перемещаются между электродами.Это означает, что со временем часть металлического лития становится электрохимически неактивной и образует островки, которые больше не соединяются с электродами.

Анимация показывает, как зарядка и разрядка испытательного элемента литиевой батареи приводит к тому, что островок «мертвого» или отсоединенного металлического лития ползет туда-сюда между электродами. (Изображение Грега Стюарта, предоставлено Национальной ускорительной лабораторией SLAC) .

Коллега Лю и главный исследователь И Цуй сказал, что идея исследования родилась, когда он предположил, что приложение напряжения к катоду и аноду батареи может заставить изолированный островок лития физически перемещаться между электродами — процесс, который его команда теперь подтвердила. со своими экспериментами.

Ученые изготовили оптическую ячейку с катодом из лития-никеля-марганца-оксида кобальта (NMC), литиевым анодом и изолированным островком лития между ними. Это тестовое устройство позволило им отслеживать в режиме реального времени, что происходит внутри батареи во время ее использования.

Они обнаружили, что изолированный литиевый остров на самом деле не был «мертвым», а реагировал на работу батареи. При зарядке элемента островок медленно приближался к катоду; при разрядке он полз в обратную сторону.

«Это похоже на очень медленного червя, который выдвигает голову вперед и втягивает хвост, чтобы двигаться нанометр за нанометром», — сказал Цуй. «В этом случае он транспортируется, растворяясь на одном конце и откладывая материал на другом конце. Если мы сможем поддерживать движение литиевого червяка, он в конечном итоге коснется анода и восстановит электрическое соединение».

Результаты, подтвержденные учеными с помощью других тестовых аккумуляторов и с помощью компьютерного моделирования, также демонстрируют, как изолированный литий может быть восстановлен в реальном аккумуляторе путем изменения протокола зарядки.

«Мы обнаружили, что можем перемещать отделенный литий к аноду во время разряда, и эти движения происходят быстрее при более высоких токах», — сказал Лю. «Поэтому мы добавили этап быстрой разрядки сильным током сразу после зарядки аккумулятора, который переместил изолированный литий достаточно далеко, чтобы снова соединить его с анодом. Это реактивирует литий, чтобы он мог участвовать в жизни батареи».

По мнению Лю, помимо продления срока службы существующих батарей, эти выводы имеют большое значение для проектирования и разработки более надежных литий-металлических батарей.

Аккумуляторы на основе целлюлозы предлагают устойчивую и высокопроизводительную альтернативу литию

Изображение целлюлозных волокон под электронным микроскопом. Целлюлозный аэрогель использовался в качестве основы для натрий-ионных и калий-ионных аккумуляторов (Фото: Shutterstock)

Сообщается, что новые натрий- и калий-ионные батареи, построенные на целлюлозных аэрогелях, «поразили» исследователей своей высокой производительностью.

Аккумуляторы, разработанные в Бристольском университете, призваны предложить устойчивую альтернативу литий-ионным аккумуляторам, которые обеспечивают высокую производительность и возможность повторного использования, но связаны с экологическими проблемами, связанными с добычей лития.Новые аккумуляторы могут быть использованы в качестве устойчивой альтернативы в электромобилях и для крупномасштабного хранения возобновляемой энергии.

По сравнению с литиевыми, натриевые и калиевые батареи исторически имели более низкую скорость зарядки-разрядки и возможность повторного использования. Эта низкая производительность была связана с большими размерами ионов натрия и калия, которые должны проходить через пористые углеродные электроды в батареях.

В сотрудничестве с исследователями из Имперского колледжа команда Бристольского института композитов разработала новые материалы для углеродных электродов на основе системы «ледяного шаблона».Нанокристаллы целлюлозы формируются в пористую структуру с использованием кристаллов льда, которые выращивают, а затем сублимируют для образования аэрогелей. Это оставляет большие каналы внутри структуры, которые могут переносить ионы натрия и калия.

Согласно исследованию группы, натрий-ионные и калий-ионные батареи могут превзойти многие другие сопоставимые системы.

Автор, отвечающий за корреспонденцию Стив Эйххорн, сказал: «Мы были поражены производительностью этих новых аккумуляторов. Существует большой потенциал для их дальнейшего развития и производства более масштабных устройств с использованием этой технологии.”

Он добавил: «В свете этих результатов мы теперь надеемся сотрудничать с отраслями промышленности для разработки этой стратегии в промышленном масштабе и изучения того, можно ли легко распространить эту уникальную технологию на множество других систем накопления энергии, таких как цинковые. , кальций-, алюминий- и магниево-ионные батареи, демонстрируя тем самым свой универсальный потенциал в системах накопления энергии нового поколения».

Экологически чистые источники целлюлозы — еще одно привлекательное качество батарей.

Ведущий автор Цзин Ван сказал: «Благодаря возобновляемости предшественника и масштабируемости при относительно низких затратах в экологически безопасном процессе синтеза эта работа может предложить привлекательный путь для продвижения крупномасштабных приложений устойчивых электромобилей и крупномасштабной энергетики. энергосистемы хранения в ближайшем будущем».

Статья была опубликована в Advanced Functional Materials .

---

Хотите получать лучшие инженерные истории прямо на почту? Информационный бюллетень Professional Engineering информирует вас о самых передовых разработках и интересных новых вакансиях.Чтобы зарегистрироваться, нажмите здесь.

Контент, опубликованный Professional Engineering, не обязательно отражает точку зрения Института инженеров-механиков.

Первые реалистичные портреты мягкого слоя, который является ключом к производительности батареи

В литий-металлических батареях следующего поколения жидкость между электродами, называемая электролитом, разъедает поверхности электродов, образуя тонкий мягкий слой, называемый SEI. Чтобы сделать изображения этого слоя в его естественной среде атомарного масштаба, исследователи вставили металлическую сетку в работающую батарейку типа «таблетка» (слева). Когда они удалили его, тонкие пленки электролита цеплялись за крошечные круглые отверстия в сетке, удерживаемые на месте за счет поверхностного натяжения, а слои SEI образовались на крошечных литиевых проводах в тех же отверстиях. Исследователи удалили лишнюю жидкость (в центре) перед тем, как погрузить сетку в жидкий азот (справа), чтобы заморозить пленки до стеклообразного состояния для исследования с помощью крио-ЭМ.Это дало первые подробные изображения слоя SEI в его естественном набухшем состоянии. Предоставлено: Зевен Чжан/Стэнфордский университет. Литий-металлические батареи

могут хранить гораздо больше заряда на заданном пространстве, чем сегодняшние литий-ионные батареи, и гонка по их разработке для электромобилей следующего поколения, электроники и других целей продолжается.

Но одно из препятствий на пути — бесшумная битва между двумя частями батареи. Жидкость между электродами батареи, известная как электролит, разъедает поверхность металлического литиевого анода, покрывая его тонким слоем грязи, называемым границей твердого электролита или SEI.

Хотя образование SEI считается неизбежным, исследователи надеются стабилизировать и контролировать рост этого слоя таким образом, чтобы максимизировать производительность батареи. Но до сих пор у них никогда не было четкого представления о том, как выглядит SEI, когда он насыщен электролитом, как это было бы в работающей батарее.

Теперь исследователи из Национальной ускорительной лаборатории SLAC Министерства энергетики и Стэнфордского университета сделали первые изображения этого слоя в высоком разрешении в его естественном пухлом, мягком состоянии. Это достижение стало возможным благодаря криогенной электронной микроскопии, или крио-ЭМ, революционной технологии, позволяющей выявлять такие мелкие детали, как атомы.

Результаты, по их словам, показывают, что правильный электролит может свести к минимуму вздутие и улучшить характеристики батареи, что дает ученым новый потенциальный способ настройки и улучшения конструкции батареи. Они также дают исследователям новый инструмент для изучения батарей в их повседневной рабочей среде.

Команда описала свою работу в статье, опубликованной сегодня в журнале Science .

«Нет никаких других технологий, которые позволяют рассматривать эту границу между электродом и электролитом с таким высоким разрешением», — сказал Зевен Чжан, доктор философии из Стэнфорда. студент, который руководил экспериментами с профессорами SLAC и Стэнфорда И Цуи и Ва Чиу. «Мы хотели доказать, что можем отображать интерфейс в этих ранее недоступных масштабах и видеть первозданное, естественное состояние этих материалов, как в батареях.»

Цуй добавил: «Мы считаем, что это вздутие является почти универсальным. Его последствия ранее не были широко оценены сообществом исследователей аккумуляторов, но мы обнаружили, что оно оказывает значительное влияние на производительность аккумуляторов».

«Захватывающий» инструмент для исследования энергии

Это последний из серии новаторских результатов за последние пять лет, которые показывают, что крио-ЭМ, который был разработан как инструмент для биологии, открывает «захватывающие возможности» в энергетических исследованиях, написала команда в отдельном обзоре области. опубликовано в июле в Accounts of Chemical Research .

В этом видео показана литий-металлическая проволока, покрытая слоем, называемым SEI, и пропитанная окружающим жидким электролитом; пунктирные линии представляют собой внешние края этого слоя SEI. По мере удаления электролита SEI высыхает и сжимается (стрелки) примерно до половины своей прежней толщины. Исследователи из SLAC и Стэнфорда использовали крио-ЭМ для получения первых четких и подробных изображений слоя SEI во влажной среде работающей батареи. Результаты предлагают новые способы повышения производительности аккумуляторов следующего поколения.Предоставлено: Zewen Zhang/Stanford University

Крио-ЭМ — это форма электронной микроскопии, в которой для наблюдения за миром очень маленьких используются электроны, а не свет. Путем мгновенной заморозки своих образцов до прозрачного стекловидного состояния ученые могут наблюдать за клеточными механизмами, выполняющими жизненные функции в их естественном состоянии и с атомарным разрешением. Недавние усовершенствования крио-ЭМ превратили его в востребованный метод выявления биологической структуры с беспрецедентными подробностями, и трое ученых были удостоены Нобелевской премии по химии 2017 года за новаторский вклад в его разработку.

Вдохновленный многими историями успеха в биологической крио-ЭМ, Цуй объединился с Чиу, чтобы выяснить, может ли крио-ЭМ быть таким же полезным инструментом для изучения материалов, связанных с энергией, как и для изучения живых систем.

Одной из первых вещей, на которую они обратили внимание, был один из этих надоедливых слоев SEI на электроде батареи. Они опубликовали первые изображения этого слоя в атомном масштабе в 2017 году вместе с изображениями пальцевидных наростов литиевой проволоки, которые могут пробить барьер между двумя половинками батареи и вызвать короткое замыкание или возгорание.

Но для того, чтобы сделать эти изображения, они должны были вынуть детали батареи из электролита, чтобы SEI высох в сморщенном состоянии. Как он выглядел во влажном состоянии внутри работающей батареи, оставалось только гадать.

Промокательная бумага на помощь

Чтобы зафиксировать SEI в его сырой естественной среде, исследователи придумали способ сделать и заморозить очень тонкие пленки жидкого электролита, которые содержали крошечные металлические проволоки лития, которые предлагали поверхность для коррозии и образования SEI.

Во-первых, они вставили металлическую сетку, используемую для хранения образцов крио-ЭМ, в батарейку типа «таблетка». Когда они удалили его, тонкие пленки электролита цеплялись за крошечные круглые отверстия в сетке, удерживаемые на месте за счет поверхностного натяжения ровно столько времени, сколько нужно для выполнения оставшихся шагов.

Однако эти пленки все еще были слишком толстыми, чтобы электронный луч мог проникнуть сквозь них и получить четкие изображения. Поэтому Чиу предложила решение: впитать лишнюю жидкость промокательной бумагой. Блотированную сетку сразу же погружали в жидкий азот, чтобы заморозить маленькие пленки до стеклообразного состояния, которое прекрасно сохраняло SEI. Все это происходило в закрытой системе, которая защищала пленки от воздействия воздуха.

Результаты были потрясающими, сказал Чжан. В этих влажных средах SEI поглощали электролит и набухали примерно в два раза по сравнению с предыдущей толщиной.

Когда команда повторила этот процесс с полдюжиной других электролитов разного химического состава, они обнаружили, что некоторые из них давали гораздо более толстые слои SEI, чем другие, и что слои, которые набухали больше всего, были связаны с худшими характеристиками батареи.

Крио-ЭМ-изображения электролита, прилипшего к отверстиям в сетке для образцов, показывают, почему важно удалить излишки электролита перед замораживанием и визуализацией образцов. Вверху избыток электролита замерз в виде толстого слоя (справа) и иногда даже образовывал кристаллы (слева), блокируя обзор под микроскопом крошечных круглых образцов под ним. После промокания (внизу) сетка (слева) и ее крошечные отверстия (справа) могут быть четко видны и исследованы пучками электронов. Исследователи из SLAC и Стэнфорда использовали этот метод для получения первых реалистичных крио-ЭМ изображений слоя, называемого SEI, который образуется на поверхности электродов в результате химических реакций с электролитом батареи. Предоставлено: Вэйцзян Чжоу/Стэнфордский университет.

«В настоящее время эта связь между поведением при набухании SEI и рабочими характеристиками применима к литий-металлическим анодам, — сказал Чжан, — но мы считаем, что это должно применяться в качестве общего правила и к другим металлическим анодам».

Команда также использовала сверхтонкий наконечник атомно-силового микроскопа (АСМ), чтобы исследовать поверхности слоев SEI и убедиться, что они были более мягкими во влажном, набухшем состоянии, чем в сухом состоянии.

С тех пор, как в статье 2017 года было показано, что крио-ЭМ может сделать для энергетических материалов, его использовали для увеличения материалов для солнечных элементов и клеточных молекул, называемых металлоорганическими каркасами, которые можно использовать в топливных элементах, катализе и хранение газа.

Что касается следующих шагов, исследователи говорят, что они хотели бы найти способ отображать эти материалы в 3D — и отображать их, пока они все еще находятся внутри работающей батареи, для получения наиболее реалистичного изображения.

Йи Цуй — директор Стэнфордского института энергетики перед судом и исследователь Стэнфордского института материалов и энергетических наук (SIMES) в SLAC.Ва Чиу является содиректором крио-ЭМ-центра Stanford-SLAC, где проводились работы по крио-ЭМ-визуализации для этого исследования. Часть этой работы была выполнена в Stanford Nano Shared Manufacturing (SNSF) и Stanford Nanofabrication Facility (SNF).

---

Реактивные добавки к электролиту улучшают характеристики литий-металлических аккумуляторов

---

Дополнительная информация: Зевен Чжан и др. , Зафиксировать набухание твердого электролита в литий-металлических батареях, Science (2022).DOI: 10.1126/science.abi8703. www.science.org/doi/10.1126/science.abi8703

Зевен Чжан и др., Криогенная электронная микроскопия энергетических материалов, Accounts of Chemical Research (2021). DOI: 10.1021/acs.accounts.1c00183

Предоставлено Национальная ускорительная лаборатория SLAC

Цитата : Первые реалистичные портреты мягкого слоя, который является ключом к производительности батареи (2022, 6 января) получено 9 января 2022 г. с https://techxplore.com.com/news/2022-01-realistic-portraits-squishy-layer-key.html

Этот документ защищен авторским правом. Помимо любой добросовестной сделки с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в ознакомительных целях.

Инвестиции в литиевые акции | Пестрый дурак

Литий, элементарный металл, в наши дни является ходовым товаром.Поскольку он используется в производстве аккумуляторов, рост продаж электромобилей (EV) заставляет многих инвесторов с оптимизмом смотреть на компании, производящие базовые элементы. Хотя литий является обычным веществом, цены на этот материал взлетели примерно на 400% в 2021 году и превысили предыдущие рекордные максимумы, достигнутые в последний раз в 2017 и 2018 годах.

В результате резкого роста спроса на аккумуляторы для электромобилей, а также накопления энергии (сохранение энергии для последующего распределения в электросети), по некоторым оценкам, производство лития удвоится в ближайшие несколько лет.Вот что вам нужно знать, прежде чем инвестировать в этот основной материал, используемый при разработке аккумуляторов.

Источник изображения: Getty Images.

Инвестиции в литиевые акции

Как и другие производители основных материалов и металлов, инвестиции в литий не для слабонервных. Стремительный спрос на материал, используемый в производстве продукта, не означает автоматически рост продаж и прибыли компании. Предложение также влияет на рыночную цену основного материала, поэтому, когда предложение превышает спрос, цены падают — и продажи производителя материала также могут упасть, даже если общий спрос увеличивается. И, как и в случае со всеми операциями по добыче полезных ископаемых, запуск новых литиевых проектов может быть дорогостоящим мероприятием.

Тем не менее, за последние пять лет запасы лития росли хорошо, и цены выросли. Вот пять ведущих производителей лития на этом растущем рынке.

Компания	Рыночная капитализация	Описание
Албемарл (NYSE:ALB)	32 миллиарда долларов	В настоящее время крупнейший в мире поставщик лития.
Литий Ganfeng (OTC:GNEN.F)	28 миллиардов долларов	Крупнейший производитель лития в Китае.
Sociedad Quimica y Minera de Chile (NYSE:SQM)	19 миллиардов долларов	Диверсифицированный производитель химикатов и базовых материалов, а также крупный производитель лития.
Ливент (NYSE:LTHM)	4 доллара.8 миллиардов	Отделение от FMC в 2019 году для создания бизнеса по производству лития.
Литий Америка (NYSE:LAC)	4,3 миллиарда долларов	В настоящее время совместно с Ganfeng Lithium разрабатывается предприятие по производству лития в Аргентине.

Источник данных: YCharts. Рыночная капитализация на 23 ноября 2021 г.

1. Альбемарль

Горнодобывающая и химическая компания Albemarle лидирует в мировом производстве лития.Среди крупнейших клиентов компании Panasonic (OTC:PCRFY), которая производит аккумуляторы для всего, от небольшой бытовой электроники до электромобилей.

Несмотря на то, что цены на литий могут быть неустойчивыми, Albemarle за многие годы зарекомендовала себя как надежное предприятие по добыче полезных ископаемых. У него достаточно наличных денег для финансирования новых проектов, минимальная долгосрочная задолженность и стабильная маржа операционной прибыли в процентном диапазоне от низкого до среднего. Если вы ищете отдельные акции, чтобы сделать ставку на долгосрочное использование лития, Albemarle — отличное место для начала поиска.

2. Литий Ганфэн

По другую сторону Тихого океана компания Ganfeng Lithium доминирует как крупнейший в Китае производитель основных материалов для производства аккумуляторов. Учитывая огромные размеры Китая (население 1,4 миллиарда человек) и быстрый рост продаж электромобилей, Ganfeng занимает прочные позиции в качестве основного поставщика для производителей электромобилей в Китае, а также для производителей электромобилей в США, таких как Tesla (NASDAQ:TSLA). ), у которых есть операции.

Компания хорошо капитализирована денежными средствами и управляемой задолженностью, а также получила значительную прибыль.

3.

Сосьедад Кимика и Минера де Чили

Компания Sociedad Quimica y Minera (или просто SQM), одна из ведущих компаний по производству основных материалов и химических веществ в Южной Америке, является одним из крупнейших в мире производителей лития для использования в батареях и других технологиях хранения энергии. Как и некоторые другие диверсифицированные и хорошо зарекомендовавшие себя горнодобывающие предприятия, такие как Albemarle и Ganfeng, SQM генерирует здоровую двузначную маржу операционной прибыли, имеет достаточно денежных средств для финансирования расширения и имеет минимальную задолженность.

4. Ливент

В 2019 году химическая производственная фирма FMC (NYSE:FMC) выделила сегмент производства лития. Новая компания Livent имела ограниченную историю работы в качестве независимой компании до того, как разразилась пандемия. Возникающие в результате проблемы с глобальной цепочкой поставок с тех пор сказываются на фирме, хотя продажи восстанавливаются благодаря росту цен на литий и росту спроса.

FMC по-прежнему имеет долю в Livent, поэтому инвесторы также могут получить небольшой доступ к рынку лития через запасы сельскохозяйственных химикатов.Но для целенаправленной ставки Livent — это крупнейшая игра на чистом литии. Показатели операционной прибыли невелики из-за ограничений цепочки поставок, но у компании достаточно денежных средств и их эквивалентов.

5. Литий Америка

Автопроизводители Legacy имеют большие планы по электрификации своей линейки автомобилей в ближайшие годы, а это означает, что могут быть проданы миллионы новых электромобилей. Это привело к большому скачку акций небольших, более спекулятивных литиевых компаний, таких как канадская компания Lithium Americas.

Lithium Americas в настоящее время не приносит дохода. Вместе со своим партнером Ganfeng Lithium компания строит завод по добыче лития в Аргентине. Это делает акции Lithium Americas очень спекулятивными. Другими названиями в аналогичной ситуации, которые привлекли большой интерес инвесторов, являются небольшие фирмы по разведке и разработке, такие как Standard Lithium (NYSEMKT:SLI) и Piedmont Lithium (NASDAQ:PLL). Будьте осторожны с этими спекулятивными ставками.

Сохраняйте диверсификацию с литиевыми акциями

Инвестиции в горнодобывающие компании, производящие базовые материалы и химикаты, могут оказаться рискованными для инвесторов.Цены на акции могут быть неустойчивыми и подвержены резкому росту и падению в зависимости от рыночной цены добываемого и продаваемого материала. Хотя глобальный спрос на батареи является хорошим предзнаменованием для производителей лития, ожидайте значительной волатильности на этом пути.

Чтобы уменьшить резкие колебания стоимости, подумайте о покупке литиевого ETF, такого как Global X Lithium & Battery Tech ETF (NYSEMKT:LIT), или инвестируйте в корзину литиевых акций, таких как перечисленные выше. Учитывая взлеты и падения в производстве лития, любые инвестиции в эту нишу горнодобывающей и химической промышленности должны быть небольшими.

японских исследователей нашли формулу для быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов

Уже известно, что одним из способов сократить время зарядки ЛИА является увеличение скорости диффузии ионов лития, что, в свою очередь, может быть достигнуто за счет увеличения межслоевого расстояния в материалах на основе углерода, используемых в аноде батареи. Это было достигнуто с некоторым успехом за счет введения примесей азота, которые технически называются легированием азотом.Однако не существует легкодоступного метода контроля межслоевого расстояния или концентрации легирующего элемента.

Чтобы решить эту проблему, японская группа использовала поли (бензимидазол), полимер на биологической основе, который можно синтезировать из сырья биологического происхождения в качестве исходного материала для анода.

Анодный материал на биологической основе для сверхбыстрой зарядки аккумулятора. Полибензимидазол, предшественник предлагаемого анодного материала, может быть получен в результате биологических процессов и легко переработан для создания быстрозаряжаемых литий-ионных аккумуляторов. (Изображение Нориёси Мацуми, предоставлено JAIST) .

Путем прокаливания этого термически стабильного материала при 800°C команде удалось изготовить углеродный анод с рекордным содержанием азота 17% по весу. Они подтвердили успешный синтез этого материала и изучили его состав и структурные свойства с помощью различных методов, включая сканирующую электронную туннельную микроскопию, рамановскую спектроскопию и рентгеновскую фотоэлектронную спектроскопию.

Чтобы проверить характеристики своего анода и сравнить его с более распространенным графитовым анодом, исследователи построили полуэлементы и полные элементы и провели эксперименты по заряду-разряду.Предложенный анодный материал оказался пригодным для быстрой зарядки благодаря улучшенной кинетике ионов лития.

Кроме того, испытания на долговечность показали, что батареи с предложенным материалом анода сохраняли около 90% своей первоначальной емкости даже после 3000 циклов заряда-разряда при высоких скоростях, что значительно превышает емкость, сохраняемую элементами на графитовой основе.

По мнению исследователей, модификации структуры предшественника полимера могут привести к еще более высоким характеристикам, что может быть актуально для аккумуляторов не только электромобилей, но и портативной электроники.

«Чрезвычайно высокая скорость зарядки с использованием анодного материала, который мы подготовили, может сделать его пригодным для использования в электромобилях», — заявил руководитель группы Нориёси Мацуми в заявлении для СМИ. «Мы надеемся, что гораздо более короткое время зарядки побудит потребителей выбирать электромобили, а не автомобили на бензине, что в конечном итоге приведет к более чистой окружающей среде в каждом крупном городе по всему миру».

По словам Мацуми, еще одним заметным преимуществом предлагаемого анодного материала является использование в его синтезе полимера на биологической основе.В качестве низкоуглеродной технологии материал естественным образом приводит к синергетическому эффекту, который еще больше снижает выбросы CO2.

Три аккумуляторные технологии, которые могут обеспечить энергией будущее | Аккумуляторы Сафт

Миру нужно больше энергии, желательно в чистой и возобновляемой форме. Наши стратегии хранения энергии в настоящее время формируются за счет литий-ионных аккумуляторов, являющихся передовыми технологиями, но на что мы можем рассчитывать в ближайшие годы?

Давайте начнем с некоторых основ батареи.Батарея представляет собой набор из одного или нескольких элементов, каждый из которых имеет положительный электрод (катод), отрицательный электрод (анод), сепаратор и электролит. Использование для них различных химикатов и материалов влияет на свойства батареи — сколько энергии она может хранить и выдавать, сколько энергии она может обеспечить или сколько раз ее можно разряжать и перезаряжать (также называемая циклической емкостью).

Аккумуляторные компании постоянно экспериментируют, чтобы найти более дешевые, плотные, легкие и более мощные химические вещества.Мы поговорили с Патриком Бернардом, директором по исследованиям Saft, который рассказал о трех новых аккумуляторных технологиях с трансформационным потенциалом.

 

ЛИТИЙ-ИОННЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ НОВОГО ПОКОЛЕНИЯ

Что это?

В литий-ионных (литий-ионных) аккумуляторах накопление и высвобождение энергии обеспечивается перемещением ионов лития от положительного электрода к отрицательному туда и обратно через электролит. В этой технологии положительный электрод действует как первоначальный источник лития, а отрицательный электрод — как носитель лития.Несколько химических элементов собраны под названием литий-ионных аккумуляторов в результате десятилетий отбора и оптимизации, близких к совершенству положительных и отрицательных активных материалов. Литированные оксиды металлов или фосфаты являются наиболее распространенным материалом, используемым в качестве материалов для положительных положительных результатов. Графит, а также графит/кремний или литированные оксиды титана используются в качестве негативных материалов.

Ожидается, что в ближайшие годы литий-ионная технология с использованием реальных материалов и конструкций элементов достигнет предела энергопотребления.Тем не менее, недавние открытия новых семейств прорывных активных материалов должны разблокировать нынешние ограничения. Эти инновационные соединения могут хранить больше лития в положительных и отрицательных электродах и впервые позволят объединить энергию и мощность. Кроме того, с этими новыми соединениями также учитываются дефицит и критичность сырья.

Каковы его преимущества?

Сегодня среди всех современных технологий хранения данных технология литий-ионных аккумуляторов обеспечивает самый высокий уровень плотности энергии.Такие характеристики, как быстрая зарядка или рабочий температурный диапазон (от -50°C до 125°C), могут быть точно настроены благодаря большому выбору конструкций элементов и химических составов. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы обладают дополнительными преимуществами, такими как очень низкий саморазряд и очень долгий срок службы, а также цикличность, обычно тысячи циклов зарядки/разрядки.

Когда его ожидать?

Ожидается, что новое поколение передовых литий-ионных аккумуляторов будет развернуто до первого поколения твердотельных аккумуляторов.Они идеально подходят для использования в таких приложениях, как системы хранения энергии для возобновляемых источников энергии и транспорта (морского, железнодорожного, авиационного и внедорожного), где необходимы высокая энергия, высокая мощность и безопасность.

 

ЛИТИЙ-СЕРНЫЕ АККУМУЛЯТОРЫ

Что это?

В литий-ионных батареях ионы лития накапливаются в активных материалах, действующих как стабильные структуры-хозяева во время заряда и разряда. В литий-серных (Li-S) батареях нет структур-хозяев.При разрядке литиевый анод расходуется, а сера превращается в различные химические соединения; при зарядке происходит обратный процесс.

Каковы его преимущества?

В Li-S аккумуляторе используются очень легкие активные материалы: сера в положительном электроде и металлический литий в качестве отрицательного электрода. Вот почему его теоретическая плотность энергии чрезвычайно высока: в четыре раза больше, чем у литий-иона. Это делает его подходящим для авиационной и космической промышленности.

Компания Saft выбрала и одобрила наиболее многообещающую технологию Li-S на основе твердотельного электролита. Этот технический путь обеспечивает очень высокую плотность энергии, длительный срок службы и устраняет основные недостатки жидкого Li-S (ограниченный срок службы, высокий саморазряд и т. д.).

Кроме того, эта технология дополняет твердотельные литий-ионные аккумуляторы благодаря превосходной гравиметрической плотности энергии (+30% на кону в Втч/кг).

Когда его ожидать?

Основные технологические барьеры уже преодолены, и уровень зрелости очень быстро приближается к полномасштабным прототипам.

Ожидается, что для приложений, требующих длительного срока службы батареи, эта технология выйдет на рынок сразу после твердотельных литий-ионных аккумуляторов.

 

ТВЕРДОТЕЛЬНЫЕ БАТАРЕИ

Что это?

Твердотельные батареи представляют собой смену парадигмы с точки зрения технологии. В современных литий-ионных батареях ионы перемещаются от одного электрода к другому через жидкий электролит (это также называется ионной проводимостью). В полностью твердотельных батареях жидкий электролит заменен твердым соединением, которое, тем не менее, позволяет ионам лития мигрировать внутри него.Эта концепция далеко не нова, но за последние 10 лет — благодаря интенсивным исследованиям во всем мире — были открыты новые семейства твердых электролитов с очень высокой ионной проводимостью, аналогичной жидкому электролиту, что позволило преодолеть этот особый технологический барьер.

Сегодня усилия компании Saft Research & Development сосредоточены на двух основных типах материалов: полимерах и неорганических соединениях с целью синергии физико-химических свойств, таких как технологичность, стабильность, проводимость…

Каковы его преимущества?

Первым огромным преимуществом является заметное повышение безопасности на уровне элемента и батареи: твердые электролиты негорючи при нагревании, в отличие от их жидких аналогов.Во-вторых, он позволяет использовать инновационные высоковольтные материалы с высокой емкостью, что позволяет создавать более плотные и легкие батареи с более длительным сроком хранения в результате снижения саморазряда. Более того, на системном уровне это принесет дополнительные преимущества, такие как упрощенная механика, а также управление температурой и безопасностью.

Поскольку батареи могут демонстрировать высокое отношение мощности к весу, они могут быть идеальными для использования в электромобилях.

Когда его ожидать?

Несколько видов полностью твердотельных аккумуляторов, вероятно, появятся на рынке по мере дальнейшего технического прогресса. Первыми будут твердотельные батареи с анодами на основе графита, обеспечивающие улучшенные энергетические характеристики и безопасность. Со временем более легкие технологии твердотельных батарей с использованием металлического литиевого анода должны стать коммерчески доступными.

Lithium Battery – обзор

1.4 Будущие тенденции и разработки

Литиевые батареи представляют собой революционную технологию хранения возобновляемой энергии не только для устройств PE, но и для транспорта. Однако в автомобильной сфере некоторые важные вопросы все еще остаются открытыми.Несмотря на огромный прогресс, достигнутый в недавнем прошлом в отношении производительности элементов, сегодня литий-ионные батареи имеют недостаточную энергию или срок службы для использования в транспортных средствах, чтобы соответствовать производительности двигателей внутреннего сгорания. Кроме того, такие устройства имеют серьезные проблемы с безопасностью, связанные с тепловым выходом из строя и воспламеняемостью компонентов электролита. В частности, эта тема вызывает растущий интерес, так как количество инцидентов с батареями быстро увеличивается. Благодаря богатому химическому составу лития в этой технологии был достигнут большой прогресс за счет разработки передовых материалов как для электродов, так и для электролита, а также инновационных стратегий для дальнейшего повышения плотности энергии, срока службы и безопасности элементов.Повышение плотности энергии в 2–3 раза, например, было достигнуто с помощью новых электродов, таких как высокопотенциальные системы в качестве катодов, а именно LiMn _1,5 Ni _0,5 O ₄ или LiMPO ₄ . Материалы внедрения, однако, показывают низкую диффузию лития, и реакция внедрения включает перенос только одного электрона для переходного металла. Все эти аспекты ограничивают требования к мощности и удельную энергию батарей. Перспективной альтернативой материалам для вставок являются конверсионные электроды на основе многовалентных катионов, которые в основном могут предлагать более одного электрона на одно окислительно-восстановительное событие. Они включают электрохимическое восстановление оксидов, сульфидов, нитридов, фторидов и фосфидов металлов с различной степенью обратимости. Преобразующие электроды обладают большей емкостью, но страдают значительным гистерезисом напряжения между зарядом и разрядом, что приводит к низкой энергоэффективности и низкому напряжению. По этой причине эти виды материалов предлагают огромные области будущих достижений, как с точки зрения разработки материалов, так и с точки зрения конструкции электродов. Значительного улучшения кинетики электродов, контроля над повреждающими деформациями и путями реакций можно достичь путем перехода к наноструктурам, которые по-разному возможны с помощью непрерывного прогресса нанотехнологий.

Материалы на основе кремния или графена, по-видимому, обеспечивают значительное улучшение удельной емкости хранения лития. Кроме того, металлы, обратимо сплавляющиеся с литием, в том числе Sn, SnO, Sb, Ge и другие, в основном обеспечивают отличные характеристики, в основном, если они производятся с правильно подобранными наноархитектурами для уменьшения объемного расширения, вызванного процессами внедрения/экстракции лития.

Электролиты также открывают исключительные возможности для инновационных исследований по поиску систем, стабильных в рабочих условиях в широком диапазоне напряжений и температур.В последнее время было предпринято много усилий для оптимизации термической стабильности электролита, особенно в случае жидких электролитов на основе карбонатов. Чтобы снизить риск теплового разгона, могут быть дополнительно разработаны легированные литием ионные жидкости, новые антипиреновые добавки, а также растворители на основе фтора. Твердые полимеры (SPE), полимерные ионные жидкости (PIL) и электролиты полимер-в-соли также являются очень многообещающими и до сих пор актуальными системами, которые, как считается, повышают безопасность аккумуляторов благодаря отсутствию какого-либо растворителя и более высокое термическое сопротивление.

Однако в поисках перезаряжаемых источников с высокой плотностью энергии нового поколения большое внимание уделяется литий-воздушным и литий-S батареям. Даже если для того, чтобы сделать их надежными, по-прежнему требуется значительная работа, такая технология определенно бросит вызов превосходству литий-ионных аккумуляторов в ближайшем будущем.