Introducción a la tecnología de doble densidad de energía de la batería de litio de Hitachi

Según el Nikkei Manufacturing Report, Hitachi Manufacturing Co., Ltd. desarrolló recientemente una tecnología que puede duplicar la densidad de energía de las baterías secundarias de iones de litio (LIB). Con el doble del grosor del electrodo positivo, la unidad de batería de clase 30Ah logró una densidad de energía de 335 Wh / kg. Se espera que la tecnología duplique el rango en el que los vehículos eléctricos puros (EV) se pueden recargar una vez.

El informe dijo que el desarrollo de polos positivos con materiales de níquel y polos negativos con materiales de silicio (Si) LIB. El contenido de iones de litio aumenta presionando el electrodo positivo para lograr una alta densidad de energía. Sin embargo, solo el tratamiento con película prensada puede provocar una distribución desigual de las sustancias activas, lo que resulta en un movimiento insuficiente de los iones de litio. Por lo tanto, Hitachi utilizó un microscopio electrónico de barrido para observar la sección del electrodo y visualizó la estructura tridimensional del electrodo basándose en la información observada, desarrollando así una tecnología de moldeo de membranas que puede distribuir de manera uniforme sustancias activas, adhesivos y huecos. Además, con el fin de suprimir la descomposición causada por el electrolito durante el tratamiento de alto voltaje, la película de óxido también se usa para recubrir las partículas del material del electrodo positivo para prolongar su vida.

Para utilizar materiales de silicio en el electrodo negativo, Hitachi ha desarrollado un nuevo adhesivo de alta resistencia para lograr una combinación fuerte de partículas que forman películas conductoras de materiales de silicio. De esta manera, como material de electrodo negativo de LIB, se espera que los materiales de silicio alcancen la misma vida útil que los materiales de carbono ordinarios. Aunque los materiales de silicio tienen una gran cantidad de adsorción de iones de litio, esto también trae problemas de expansión de gran volumen y material fácil de quitar del electrodo negativo.

A través de los medios anteriores, la densidad de energía de Hitachi de la unidad de batería alcanzó los 335 Wh / kg, que es 2,6 veces la de los productos anteriores de la compañía, y la densidad de potencia de salida alcanzó los 1600W / Kg. Calculado por un peso de la unidad de batería de 150 kg y un consumo de energía de 114 Wh / km, este nuevo tipo de batería puede duplicar la autonomía de los vehículos eléctricos en comparación con los productos anteriores.

En la actualidad, el problema de este tipo de batería es el ciclo de vida de carga y descarga. La vida actual es de hasta 50 ciclos, que es la misma que la del LIB con un electrodo negativo de material de carbono. Sin embargo, para estar equipado con un EV, la vida útil debe alcanzar los 3.000 ciclos. En el futuro, Hitachi continuará promoviendo el desarrollo de tecnología para extender la vida útil, mejorar la estabilidad y la seguridad. El objetivo es poner en práctica la tecnología para 2020.

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