Olika batterisystem , vilka kemister är mest lovande

2019-08-19

Lär dig mer om olika batterisystem, utforska framtida trender och upptäck vilka kemister som är mest lovande.

Enligt The Freedonia Group, ett Cleveland-baserat branschforskningsföretag, beräknas världens efterfrågan på primära och sekundära batterier växa med 7,7 procent årligen, vilket uppgår till 120 miljarder US-dollar 2019. Den verkliga tillväxten ligger i sekundära (uppladdningsbara) batterier och enligt Frost & amp; Sullivan, sekundära batterier står för 76,4 procent av världsmarknaden, ett antal som förväntas öka till 82,6 procent 2015. Efterfrågan drivs av mobiltelefoner och surfplattor. Tidigare uppskattningar överskattade efterfrågan på elfordon och siffrorna har sedan dess justerats nedåt.

År 2009 utgjorde primära batterier 23,6 procent av den globala marknaden och Frost & amp; Sullivan förutspådde en nedgång på 7,4 procent till 2015. Icke-laddningsbara batterier används i klockor, elektroniska nycklar, fjärrkontroller, leksaker, ficklampor, fyr och militära apparater i strid.

En översikt över batterityper

Batterier klassificeras enligt kemi, och de vanligaste är litium-, bly- och nickelbaserade system. Figur 1 illustrerar fördelningen av dessa kemister. Vid en inkomstandel på 37 procent Li-ion är batteriet valbart för bärbara enheter och den elektriska drivlinan. Det finns inga andra system som hotar dess dominans idag.


Bild 1: Intäktsbidrag från olika batterikemister
37% litiumjon
20% blysyra, startbatteri
15% alkaliskt, primärt
8% blysyra, stationär
6% zink-kol, primär
5% blysyra, djupcykel
3% nickel-metallhydrid
3% litium, primär
2% nickel-kadmium
1% Övrigt
Blysyra står som en robust och ekonomisk kraftkälla för bulkbruk. Trots att Li-ion tar sig in på blysyramarknaden växer efterfrågan på blybatterier fortfarande. Applikationerna är indelade i startbatterier för fordon, även känd som SLI (20%), stationära batterier för powerbackup (8%), och djupcykelbatterier för rullstolsrörelse (5%) som golfbilar, rullstolar och saxliftar .


Hög specifik energi och lång lagring har gjort alkaliskt mer populärt än den gamla koldioxidzink, som Georges Leclanché uppfann 1868. Nickel-metal-hydrid (NiMH) fortsätter att ha en viktig roll eftersom den ersätter applikationer som tidigare tjänstgjorde av nickel-kadmium ( NiCd). Men med en 3-procentig marknadsandel och sjunker, blir NiMH en mindre aktör.

En ny batteribruk är den elektriska drivlinan för personlig transport. Batterikostnader, livslängd och miljöfrågor dikterar hur snabbt fordonssektorn kommer att anta detta nya framdrivningssystem. Fossilt bränsle är billigt, bekvämt och lättillgängligt; alternativa lägen möter hård opposition, särskilt i Nordamerika. Statliga incitament kan behövas, men sådan intervention snedvrider den verkliga energikostnaden, skyddar underliggande problem med fossilt bränsle och tjänar utvalda lobbygrupper med kortsiktiga lösningar.

Nya marknader som ytterligare ökar batteritillväxten är elcykel- och lagringssystem för förnybar energi, som husägare, företag och utvecklingsländer drar nytta av. Stora nätlagringsbatterier samlar överskottsenergi under hög aktivitet och överbryggar gapet när ingången är låg eller när användarnas efterfrågan är tung.

Framsteg inom batterier

Batterier går framåt på två fronter, vilket återspeglar ökad specifik energi för längre driftstider och förbättrad specifik effekt för högströmskrav. Att förbättra den ena egenskapen hos ett batteri kanske inte automatiskt stärker den andra och det finns ofta en kompromiss. Figur 2 illustrerar förhållandet mellan specifik energi i Wh / kg och specifik effekt i W / kg.

Det bästa batteriet med avseende på specifik energi och specifik kraft är den sekundära litiummetallen (Li-metal). En tidig version introducerades på 1980-talet av då Moli Energy, men instabilitet med metalliskt litium på anoden ledde till en återkallelse 1991. Fast litium tenderar att bilda metalltrådar eller dendriter som orsakar kortslutningar. Ytterligare försök att lösa detta problem av andra företag slutade med att avbryta utvecklingen.

De unika egenskaperna hos Li-metal uppmanar tillverkarna att gå igenom denna kraftfulla kemi. Att tämja dendritterna och uppnå önskad säkerhetsstandard kan uppnås genom att blanda metalliskt litium med tenn och kisel. Grafen försöks också som en del av en förbättrad separator. Grafen är ett tunt lager rent kol med en tjocklek av en atom bunden i en hexagonal honungskaka. Mångskiktsavskiljare som förhindrar penetrering av dendrit har också testats. Nya experimentella Li-metallbatterier uppnår 300Wh / kg och potentialen är mycket högre. Detta är av särskilt intresse för elfordonet.

upphovsrätt © Guangdong Superpack Technology Co., Ltd. Alla rättigheter förbehållna.

 

Chatta nu

Live chat

Om du har frågor eller förslag, vänligen lämna ett meddelande, vi svarar dig så snart vi kan!
Superpack använder cookies för att övervaka surfbeteende på vår webbplats. Detta hjälper till att förbättra webbplatsen, får webbplatsen att fungera ordentligt, skapar en länk med sociala medier, analyserar webbplatstrafik och känner igen dig och dina preferenser vid ditt nästa besök. Genom att klicka på Jag accepterar, samtycker du till placering av cookies som beskrivs vidare i vår Sekretesspolicy.
jag håller med