Heraeus: el nuevo tipo de refuerzo ayuda a la batería a promover la conducción de iones para mejorar la relación de energía

Con el lanzamiento de las nuevas regulaciones de subsidios en 2018, la reducción de costos y el aumento de la densidad energética se han convertido en el foco de atención de las empresas de baterías de energía. Sin embargo, en el proceso de aplicación real, el método convencional es difícil de asegurar el ciclo de vida ideal mientras se mejora la densidad de energía, y también existe el riesgo de una fuga térmica.

Entonces, ¿existe algún material que pueda ayudar a mejorar la densidad de energía de la batería al tiempo que garantiza un ciclo seguro, estable y eficiente de la batería?

"Desde el principio convencional, para aumentar la densidad de energía de la batería, es necesario aumentar el material activo, pero cuanto más material activo, la conductividad es problemática, y se necesita la ayuda de la ayuda". Heraeus Battery Technology Co., Ltd. Negocio de la Gran China En una entrevista exclusiva con la red de litio de OF week, Keqin Li, vicepresidente, dijo que el facilitador debe romper las limitaciones del pensamiento tradicional asistido electrónicamente.

Sin embargo, los promotores actuales en el mercado son principalmente agentes de asistencia electrónica. Ya sea súper PE, CNT o los futuros materiales llamados grafeno, lo principal es utilizar agentes de asistencia electrónica. Este método hace que los electrones sean conductores, pero los iones no se mueven, lo que afecta en gran medida la eficiencia de la conducción. Es una nueva idea mejorar la conductividad de la batería de litio desde la perspectiva de la conducción de iones.

Sobre la base de este conocimiento, Heraeus Battery Technology Co., Ltd. (en lo sucesivo, "Herley") inventó un aditivo funcional de carbono sintético para la serie Porocarb de baterías de iones de litio. Se sabe que el aditivo funcional de carbono sintético Porocarb tiene una porosidad interna bien diseñada y bien definida, que no solo asegura la conectividad electrónica en el electrodo, sino que también mejora la conductividad iónica.

Heraeus: nuevo tipo de refuerzo para energizar la batería para abrir el porche de conducción de iones para aumentar la relación de energía

¿Qué efectos revolucionarios tendrá este aditivo de carbono sintético conductor de iones sintéticos en las baterías eléctricas? La semana OF Lithium Grid tiene una entrevista exclusiva con Li Keqin, vicepresidente de negocios de China de la tecnología de baterías Heraeus, para descubrir el secreto detrás del misterioso co-agente.

Otra forma de mejorar la conductividad iónica

¿Cómo romper la conducción iónica convencional?

Según Keqin Li, la serie Porocarb es un polvo de carbono sintético poroso diseñado para las aplicaciones electroquímicas más exigentes, lo que requiere que la distribución de poros esté diseñada para tener una buena afinidad dinámica.

"Nuestro material es principalmente conductor de iones, el ión de litio general será más grande, convertimos las partículas de carbono sintético en partículas porosas y nuestras partículas son lo suficientemente pequeñas e incluso lo suficientemente". Keqin Li usa tenis y, por ejemplo, en baloncesto, una pelota de baloncesto se puede comparar en una canasta con docenas de pelotas de tenis. Las pelotas de tenis tienen más superficies de contacto y superficies de contacto más comunes.

Además, las partículas pequeñas también tienen una abertura en el interior, y la abertura también es uniforme. La granularidad constante con un tamaño de poro constante puede causar un flujo libre de iones, mejorando así la conductividad general de la batería de litio.

De hecho, desde el punto de vista estructural, la serie Heraeus Porocarb establece un punto de referencia para la nueva generación de aditivos para electrodos de batería. Porocarb tiene una porosidad interna bien diseñada y bien definida que no solo asegura la conectividad electrónica dentro del electrodo, sino que también aumenta la conductividad iónica. El polvo de carbón poroso ayuda a construir sistemas electroquímicos avanzados que cumplen los objetivos que los agentes conductores de carbón estándar de hoy en día no pueden lograr.

Permitir que las baterías de energía aumenten la densidad de energía

Mejorar la conductividad no aumenta necesariamente la densidad de energía de la batería. La serie Porocarb de polvo de carbono poroso como aditivo no tiene las propiedades químicas de aumentar la densidad de energía. ¿Cómo aumenta la densidad de energía?

En casi todos los sistemas electroquímicos, varias medidas para aumentar la energía y la potencia limitarán la transferencia de iones y electrones. Si necesita transferir iones (cinética) y electrónica de forma rápida y eficiente, necesita ingeniería inteligente y soluciones de materiales avanzadas.

Para aumentar la densidad de energía de la batería, es necesario minimizar los materiales inactivos en la batería. Aumentar el grosor del electrodo es uno de los métodos para reducir los materiales inactivos (por ejemplo, colectores de corriente), pero esto generará más problemas con la transferencia de volumen y el transporte de carga, y requiere un diseño cuidadoso de la distribución de poros.

Al agregar la serie Porocarb de Heraeus, el canal de iones y el suministro de electrolitos se pueden mantener con una mayor densidad de área de electrodos y una mayor densidad de compactación. La red de poros interconectados facilita la penetración más rápida de la solución del electrodo en la mayoría de los electrodos en comparación con los electrodos que contienen agentes conductores típicos.

"Los iones de litio pueden fluir libremente, lo que puede aumentar en gran medida la proporción de sustancias activas. Por otro lado, reduce la proporción de otros promotores. A partir del conjunto, crea objetivamente condiciones favorables para mejorar la densidad energética de la batería". Keqin Li explicó. La serie Porocarb de aditivos funcionales de carbono sintético contribuye a la mejora del rendimiento de la batería y logra el efecto práctico de aumentar la densidad de energía al mejorar los cambios estructurales dentro de la batería de litio.

El efecto de esta energización también se refleja en la cooperación con otros materiales. Por ejemplo, el carbono poroso se empareja con los nanotubos de carbono y los nanotubos de carbono son materiales electrónicos. Equivale a llevar unas líneas en medio de un agujero con un agujero. Esta línea es un nanotubo de carbono. La combinación de los dos ahorra espacio interno y mejora aún más la conductividad.

Este cambio estructural ha sentado una base sólida para mejorar la densidad de compactación de las baterías de litio. La compresión de los electrodos de manera convencional deja muchos efectos secundarios, incluidos los efectos sobre la conductividad eléctrica y el ciclo de vida, pero este cambio estructural a su vez mejora la conductividad eléctrica y aumenta el ciclo de vida.

El polvo de carbón poroso Porocarb ayuda a construir sistemas electroquímicos avanzados que cumplen los objetivos que los agentes conductores de carbón estándar de hoy en día no pueden lograr. Incluso con una mayor densidad de la cara del electrodo y una mayor densidad de compactación, Porocarb mantiene un camino abierto dentro del electrodo para garantizar el suministro y transporte de electrolito durante el llenado y la manipulación.

En la prueba real, el aditivo funcional de carbono sintético Porocarb de Heraeus para baterías de iones de litio exhibió las siguientes excelentes características:

1. Aumento de la densidad de la superficie del electrodo y reducción de los componentes inactivos, por lo tanto, la densidad de energía por unidad de volumen también aumenta (+ 20%)

2. Se mejora la conductividad de los iones, por lo que también se mejora la capacidad de descarga actual (+ 50%)

3. Acelere la velocidad de llenado y formación del electrolito durante el proceso de fabricación de la batería, por lo que el costo de procesamiento también se reduce (-50%)

4. La carga de dos electrodos puede reducir los materiales inactivos en un 20%

5. La transferencia de masa uniforme y la velocidad de respuesta ayudan a prolongar la vida útil de la batería

Heraeus ayuda a actualizar la batería de energía de China

Quizás para muchos conocedores de la industria de las baterías de litio, Heraeus es una empresa extraña. De hecho, el grupo de tecnología con sede en Hanau, Alemania, fue fundado en 1851 y ahora es una empresa familiar líder a nivel mundial.

Al aprovechar su experiencia en materiales y tecnología, Heraeus se compromete a crear soluciones de alta calidad que les ayuden a mejorar su competitividad a largo plazo. El mercado de Heraeus se concentra en áreas importantes como la protección del medio ambiente, la energía, la salud, la automoción y las aplicaciones industriales. Su cartera de productos abarca desde componentes hasta sistemas de materiales integrados para una amplia gama de aplicaciones en las industrias del acero, electrónica, química, automotriz y de comunicaciones.

Según las estadísticas, en el año fiscal 2016, los ingresos totales por ventas de Heraeus alcanzaron los 21.500 millones de euros, lo que la sitúa a la vanguardia del "Top 500 World" de Fortune. La región de la Gran China es uno de los mercados más importantes para el Grupo Heraeus. La empresa tiene más de 40 años de experiencia en la Gran China, con más de 2600 empleados y 20 empresas.

"China se ha convertido en la base de fabricación de baterías de litio más grande del mundo, y las compañías de baterías de energía de China están creciendo más rápido que otros países". Keqin Li cree que la elección de Heraeus del mercado chino se debe principalmente al enorme potencial de China. El espíritu de innovación de las empresas chinas y el impacto positivo en el rendimiento se ha convertido en el mejor terreno para el rendimiento de aditivos funcionales de carbono sintético como la serie Porocarb.

Se entiende que los productos de la serie Porocarb de Heraeus han comenzado a recibir el favor de los fabricantes chinos de baterías eléctricas. Las fábricas de baterías de Henan, Beijing y Sichuan ya están en proceso de prueba. Los productos de tres empresas ya han comenzado a enviarse y el mayor fabricante de baterías de energía de China está probando la fase de puesta en servicio.

Keqin Li dijo que Heraeus puede proporcionar todo tipo de servicios personalizados de acuerdo con las necesidades de los clientes de acuerdo con varios grados de carbono sintético, para cumplir con los diferentes requisitos del sistema (por ejemplo: grado de grafitización, tamaño de partícula, tratamiento de superficie, etc.). Para satisfacer esta demanda, Heraeus ha desarrollado una nueva serie Porocarb Lion 210 para satisfacer esta demanda.

Vale la pena señalar que la serie Porocarb de aditivos funcionales de carbono sintético de Heraeus se presentará en los stands 1GB122 y 1GB123 en el Pabellón 1 del Centro de Convenciones y Exposiciones de Shenzhen durante la exhibición CIBF del 22 al 24 de mayo. Al mismo tiempo, en los foros técnicos del 23 y 24 de mayo, los ejecutivos de tecnología de Heraeus presentarán discusiones sobre productos.

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