Anode ayeke nyen?

Anode ni ayeke mbage ti électrode so ayeke nzoni pëpe na yâ ti abatterie so ayeke sara si a yeke sara kua na ni na ngoi so a yeke sigigi na ni, a yeke zi a-électron so ayeke hon na yâ ti cathode ni na lege ti mbeni circuit ti gigi. Na yâ ti abatterie ti lithium-ion, a-anode ayeke bata a-ion ti lithium na ngoi ti chargengo ni na ala yeke zi ni na ngoi ti decharge. Azo so ayeke sara kua na aye so ayeke sara si batterie ti ala ayeke sara kua hio, ala yeke sara kua na ngangu ti ala, ala yeke sara kua na vélo nga ala yeke sara kua nzoni. A yeke wara na yâ ti anode ni graphite, so ayeke sara si a yeke wara ndulu na 98% ti abatterie ti lithium-ion, atâa so silicium- ayeke sigigi na yâ ti a-application so ayeke na ngangu mingi.

A-anode ti batterie ayeke zia bê na ndo ti asewa nde nde ti mitele, oko oko ayeke mû a-offrande nde nde ti kusala-off teti kusala ti batango ngangu.

Graphite ayeke na ngangu ti sara kua na lithium-ion, na a yeke wara ndulu na 98% ti anode so ayeke na yâ ti ngu 2024. A-appareil so ayeke bata aye so ayeke na yâ ti graphène so ayeke na couche na ngoi so a yeke charge ni. Naturel graphite, so a zi ni na yâ ti adépôt ti minéraux, ayeke mû lege na azo ti sara kua na nginza mingi pëpe me ala yeke wara akota ye na ngoi so ala yeke sara kua na nginza. A yeke sara kua na graphite ti synthèse ti ga na ni mingi{-a-température so ahon 2 500 degré , na a yeke sara si a yeke wara gbâ ti aye so ayeke sara si batterie ni angbâ na fini aninga nga ayeke mû lege ti charge ni hio na lege ti gbâ ti alege ti lithium{{10}on.

A yeke na lege ni ti tene so graphite ayeke na 372 mAh/g, so a wara ni na ngoi so mbeni lithium ion abungbi na atome ti carbone omene na yâ ti état so a sara ni kue (LiC₆). Na ngoi so azo so ayeke sara kua ti lekengo aye aga nduru na limite so na lege ti angu mingi ti sarango ye nzoni, plafond ti ngangu ti graphite apusu azo ti sara kua ti gi ambeni ye nde.

Silicon ayeke fä ti mbeni lege nde so ayeke na zendo mingi, na a bata a-ion ti lithium 4,4 na ndo ti atome ti silicium oko tongana a haka ni na 6:1 carbone -to {5}to-lithium. A yeke na lege ni ti tene e sara kua na a-atome so ayeke na yâ ti 3 600 mAh/g{10}}}T.

Kpale ni ayeke na yâ ti kota ti silicium ti lo. Na ngoi ti lithiation, akete kete ye ti silicium ayeke gue na li ni na ndulu na 300-400% ti kota ti ala ti kozoni. Akota ye so ayeke sara si a yeke ngangu na azo ti sara kua na aye so ayeke na yâ ti da ni, ti fâ yâ ti a-appareil ti courant nga ti sara si ngangu ti zo ni abuba hio. A-anode ti silicium so ayeke nzoni-kue agirisa ngangu ti ala mingi na yâ ti a-cycle ti charge 10.

Alege ti dengo buze ti fadeso ayeke bungbi silicium na graphite na yâ ti abungbi so abungbi. POSCO Future M afa mbeni silicium so ayeke na carbone na nze ti mars 2025 so ayeke mû lege ti batango ye fani oku, na a yeke sara kua na gbâ ti azo ti sara kua na ni teti ngu 2027. LG Energy Solution aga kozo zo so asara kua na ni ti sara kua na 5% ti silicon{{5} a sara kua na a-anode ti sara na a-anode ti courant na yâ ti ngu 2019. angbâ na gbe ti 8% na lege ti kilo ti leke na akpale ti konomi na ngoi so a yeke sara si ngangu ti zo akiri aga nzoni.

A-anode ti LTO ayeke sala kusala na akota ngangu (ndulu na 1,55V na Li/Li⁺) tongana a haka ni na ngangu ti graphite so ayeke ndulu na -zero. A yeke sara si lithium dendrite ni ayeke sara si a-appareil so ayeke sara kua na a-appareil so ayeke sara si batterie ni aga nzoni nga ayeke sara si a yeke wara a-appareil so ayeke sara kua nzoni. A yeke bata aye ni nzoni na ngoi ti kpengo na vélo na lege ti achangement so ayeke kete mingi, na a sara si a lingbi ti sara kua na ni na yâ ti a-avion nga na abateau so ayeke mû azo.

A yeke na yâ ti densité ti énergie. LTO so ayeke na kota tension ti kusala ayeke sara si tension ti acellule ni kue adë tongana a bungbi ni na a-cathode so ayeke na lege ni, na a yeke sara si a yeke ngangu ti sara kua na ni. Mbeni étude ti ngu 2024 na ndo ti Energy & Environnement afa so LTO ayeke sara kua na yâ ti aye so ayeke ngangu mingi ti bata tere ti zo{{-} so ayeke sara si kpale ti lo ahon ndo ti kpale ti thermique ahon ndo ti agingo bê ti ngangu.

A-anode ti wen ti lithium apusu ngangu ti théorie ti 3,860 mAh/g{1}}} na ndo ti graphite fani bale-oko. Ahon ti bata a-ion ti lithium na yâ ti mbeni ye so a leke ni, a-anode ti wen ti lithium lithium lithium droit na ndo ti ndo ni na ngoi so a yeke charge ni. LG Energy Solution aleke ti zia na yâ ti a-anode ti wen ti lithium na yâ ti a-système ti lo so ayeke na gbe ni-capacité na hunzingo ti ngu 2027, ti kono yâ ti application so ayeke na nduzu mingi na pekoni.

A yeke sara kua na a-anode ti sarango na conversion na lege ti a-oxyde ti wen nga na a-phosphide, alloy- so ayeke na yâ ti a-anode so ayeke na yâ ti ni so abungbi étain na germanium, nga na a-anode so ayeke organique. Azo so angbâ mingi na yâ ti akota bungbi ti dengo buze ti ngu 2025.

Anode Material

Ti sara anode andu aye mingi atâa mara ti ye ni ayeke so wa.

A yeke bungbi aye so ayeke na yâ ti a-anode so ayeke sara kua pëpe, na pekoni a yeke pete ni ti ga anzoni poudre na a yeke mélangé ni na a-appareil so ayeke mû lege na zo ti sara kua ti leke na a-slur. Ti a-anode ti graphite, azo so ayeke sara ni ayeke zia bongo so na ndo ti a-anode ti cuivre so ayeke sara kua na ni. Akete kete ye so a sara na couche ayeke hon na yâ ti afour ti sukulango na a-solvant nga na a-adhésion ti aye so ayeke sara si a ngbâ nzoni. Mbeni ye so ayeke sara si a yeke ngangu pëpe ti sara kua na ni ayeke comprimé na a yeke sara si a zia na yâ ti a-rouleau ni nzoni, na a yeke sara si a yeke sara si épaisseur ni aga oko nga a yeke sara si a ngbâ nzoni.

Silicon-graphe ayeke na bezoin ti ambeni kusala nde ti leke na akota ye. Alege ti salango ye so ayeke na lege ni ayeke ti sala si silicium aga akete kete ye so ayeke na gbe ti nanomètre 100, ti zia silicium na ndo ti akota bongo ti carbone ti kanga lege na kusala ni, na ti zia silicium na yâ ti amatrice ti graphite so ayeke na poro. Alege ti salango kusala na vapeur ti chimie alingbi ti sala si nanoâ nano- ba échelle so a kangbi na yâ ti a-structure ti carbone, atâa so na ngoi so a yeke sala kusala na ni mingi.

Anode Material

A lingbi ambeti ti anode so ayeke nzoni alingbi na ambeni ye so a hunda ti sala na kusala.

A yeke mbilimbili ngangu .: Ga na a-appareil ti ngangu ayeke bata ngangu mingi na ndo ti mbeni poids ti unité. Na ngoi so graphite ayeke sara kua na 360 mAh/g na yâ ti kua ni, a yeke wara a-composite ti carbone so ayeke mû 450-500 mAh/g na ndö ti a-échelle ti kua.

A yeke sara kua na courant .: Aye so ayeke na bezoin ti tene a-électron alingbi ti sara si a-énergie so abuba aga mingi pëpe. Nzoni salango ye ti graphique asala si a yeke nzoni mingi, na silicium so ayeke nzoni-kue ahunda ti tene a zia na yâ ni carbone wala ti zia ambeni ye na ndo ni ti tene courant ni atambela nzoni.

Statabilité ti lekengo ye: A lingbi aye so a sala na kusala na lithium so a kiri a zia ni na yâ ni nga na zingo ni sân ti tene a buba ni. Graphite ayeke bata aye nzoni, me ti kono yâ ti silicium ni ahunda ti tene a leke ambeni ye ti tene a fâ yâ ni pëpe.

Kozo Cycle Efficience .: Kozo cycle ti charge ni ayeke sara si a yeke wara mbeni couche interphase (SEI) so ayeke na lithium so zo alingbi ti kiri na ni pëpe. Lower kozoni-cycle aye ti tene so lo yeke na ngangu ti sara kua pëpe. Graphite ayeke wara mingi ni 90-93% ti akozo kusala ti lo, na ngoi so aye ti silicium ayeke si na yâ ti mbaï na 70-85%.

A yeke na yâ ti Cycle .: Batterie ti dengo buze ayeke 800-1,200 na 80% ti ngangu ti lo. Graphite ahon ndo ti fä so. A-composite ti silicon-carbone aga nzoni ahon ti kozo, a londo na a-cycle 300-500 ti si na a-cycle 800-1 200 na lege ti akode ti lekengo ye so a leke ni na popo ti ngu 2023-2025.

Azo so ayeke sara kua na anode asi na 3,5 milliard ti dollar na ngu 2024 na a-projet ni ayeke 14,7 milliard ti dollar na ngu 2034, so ayeke gue na li ni na 15,7% ngu oko oko ti gue oko na tënë ti InsightAce Analytics. A yeke sara kua na a-oto so ayeke sara kua na courant nga na a-échelle ti grille.

A-anode so ayeke 10-15% ti lithium-tion ti batterie, a haka ni na aye ti cathode’ 30-40% ti mbage. Na ngu 2024, ngere ti batterie ni akiri na gbe ni 20% ti si na 115 dollar/kWh-so ayeke gue na li ni mingi ngbene ye na ngu 2017. BloombergNEF afa so ye so ayeke ndali ti so a yeke sara kua na a-cellule ahon ndo ni, a-économie ti akota ye nga na ngere ti aye ti wen ayeke kiri na peko.Batterie ti lithium .na Chine asi na $94/kWh, na ngoi so ngere ti Amerika na ti Europe ayeke gue na li ni 31% na 48%.

Pression ti ngere so ayeke sara ngangu na ndo ti économie ti anode. graphite ti ndagigi ayeke futa nginza mingi pëpe ahon a-variante ti synthèse ndali ti so a hunda ti sara kua na ni mingi pëpe. Silicon-}carbone ayeke fadeso na nginza ndulu na 750 000 CNY na ndo ti tonne oko na Chine, na a hunda ti tene a zia na sese 110 000-170 000 CNY teti tonne oko oko ti nginza ti graphite na ndo ti tonne 50 000-80 000 CNY.

Songo so ayeke na popo ti nginza ti anode na ngere ti batterie ayeke sara si a yeke ngangu ti sara ye. Na ngoi so azo so ayeke sara abatterie ayeke pika marge ti tene ala ngbâ na yâ ti marché na ngu 2025, pression ni ayeke gue na mbage ti azo so ayeke mû aye na azo. Azo so ayeke sara anode ayeke kiri tënë na lege so ala yeke sara kua nzoni nga ala yeke sara ye alingbi na aye so ayeke ga na lege ti-geration so ayeke mû lege na zo ti futa nginza ti premier ni na lege ti anzoni ye so lo sara.

A yeke futa nginza mingi pëpe. A yeke wara na yâ ti a-appareil ti lithium carbonate ti lithium 70 000 dollars na ngu 2022 ti si na 15 000 dollar na ngu 2024. Atâa so aye ti cathode ayeke na lithium mingi, a-échec so angbâ ti sara ngangu na ndo ti lekengo a-anode na lege ti nginza so a futa ti vo na a-électrolyte nga na ti kangango lege na ni.

Chine ayeke komande na ndo ti lekengo aye ti anode, na a yeke sara si a yeke ngangu ti tene a mû na azo ye so asara si Departement ti Energie nga na Commission européenne azia na mbeti graphite ti ndagigi tongana mbeni kota ye. Na ngu 2024, azo ti Chine so ayeke sara aye ti azo asara ndulu na 90% ti anode ti graphite ti dunia kue.

Ngangu ti salango ye ti azo ti Poto ayeke gue na li ni me angbâ kete. Azo ti Amerika ti Mbongo tongana azo ti Syrah, Graphite ti Mbongo, na Monde ti Nouveau ayeke leke a-approvisionnement, legeoko tongana ti azo ti Europe so na popo ni a yeke wara a-Resource ti Talga nga na Vianode. Angangu so ayeke tingbi na akpale so alingbi na nginza so azo ti Chine ayeke sala na ngoi so ala yeke sala ye alingbi na aye so a hunda ti tene a ngbâ lakue lakue.

Na lege ti statistique ti SMM, anode ti graphite ti Chine asi na tonne kutu 1,845 na ngu 2024, a gue na li ni 14% na yâ ti ngu oko oko{-} ngu ti kusala. Artificielle graphite ayeke 90,6% ti volume so tongana azo so ayeke sara kua na ni ayeke sara kua na afini kode tongana graphitisation so ayeke gue na li ni ti bâ lege ti akota ye. Akangango lege ti tokuango ye na kodoro wande ayeke pusu ambeni client ti kodoro wande ti gue na mbage ti graphite ti azo, na a yeke sala si wungo ti azo so ayeke na yâ ti market ni akiri aga kota mingi.

A-application nde nde ahunda ti sara ambeni ye nde.

A-batterie ti kutukutu so ayeke na courant ayeke zia na kozo ndo wungo ti ngangu nga na chargement hio. Silicon-}do so a sara ni na graphite ayeke mû maboko ti kono yâ ti kpengo na kutukutu, na aye so ayeke na yâ ti silicium ni ayeke gue na li ni yeke yeke tongana a-expansion ti volume ni aga nzoni. Tesla, BMW, na ambeni zo ti lekengo a-oto afa so ala yeke sara kua maboko na maboko na azo so ayeke sara anode ti silicium ti sara kua na ni na popo ti ngu 2025-2027.

A-électronique ti azo so ayeke vo ye ayeke sara si ngangu ti ala aga nzoni nga ala yeke sara ye nzoni. A-smartphone na a-ordinateur ti maboko ayeke sala kusala mingi na a-anode ti graphite so a leke ni nzoni so ayeke mû na lege ti beku a-appareil ti charge 500-1 000 na yâ ti angu mingi so a sala kusala na ni.

A-système ti batango ngangu ti Grid- ayeke gboto lê na ndo ti fini ti azo na a yeke futa nginza mingi na ndo ti densité ti ngangu teti so a yeke kota ye pëpe ti tene ndo ti sese akanga. A-application so ayeke sara kua na a-cathode ti LFP (phosphate ti lithi) so a sara ni na anode ti graphite teti ngoi so aninga bezoin ni{- ngoi. Ambeni installation ayeke gi a-anode ti LTO na ndo so batango tele nga na dutingo na fini aninga asala si a futa nginza mingi.

Azo so asara recherche na yâ ti aRapport ti Scientifique na février 2024 afa so a yeke sara anode so ayeke na ndö ti biochar. Na salango kusala na mbeni catalyseur ti hybride trimétallique (nickel, fer, na manganèse), awagingo nda ti ye awara 89,28% ti degré ti graphique nga na 73,95% ti wungo ti azo so achangé bê ti ala, na mungo mbeni lege nde ti ngbâ lakue na graphite so ayeke na lege ti pétrole{{5}.

Nanostructures so ayeke gue na li ni angbâ lakue ti sara si anode ti silicium aga nzoni. Alege ti salango na kusala ayeke ti leke nanofil ti silicium so abungbi na azo so ayeke bungbi aye ti fadeso, ti bungbi silicium na yâ ti a-étalon ti graphène, na ti leke abungbi ti akete kete ye ti core.{1}}}Thell. Groupe14 A-Technologies a brevet mbeni silicium -}carbone so amû lege na 50% ti ga na ngangu ti vorice ahon graphite so ayeke na lege ni.

A-appareil ti sarango na couche ti SEI ayeke sara kua nzoni. Azo so ayeke na yâ ti bungbi ni tongana acide polyacrylique nga na cellulose carboxyméthyl ayeke sara si wungo ti silicium so ayeke na yâ ti silicium ni achangé mingi ahon ti so a yeke sara ka na fluoride ti polyvinylidene. Afini ye so a zia na yâ ti électrolyte ayeke mû maboko ti leke ambeni couche ti SEI so ayeke stable mingi so ayeke kanga lege na craquement na ngoi ti akota kusala ti sarango na kua.

Anode Material

Ti hinga ye na ndo ti aye ti anode ahunda ti bâ ambeni mbilimbili mesure ti kusala so ayeke fa tâ sarango ye ti batterie.

A yeke wara na yâ ti batterie ti téléphone ni ndulu na 15-20 ti aye ti anode. Na lege ti graphite so ayeke na ngangu ti 350 mAh/g, ye so ayeke mû ndulu na 5,25-7 Wh ti ngangu ti batterie ni kue. Ti changé na 10% ti silicium so ayeke na 450 mAh/g ayeke sara si ye so ague na li ni ti si na 6,75-9 Wh-na-gbungo mbeni 20-25%.

Ngangu ti chargengo ye hio aluti mingi na ndo ti anode. Graphite alingbi ti yeda na lege ti charge so ayeke ndulu na 1C (charge ni kue na yâ ti ngbonga oko), na a-formulation so ayeke na lege ni asi 2{{{4}3C. Azo so ayeke sara kua na a-silicium ayeke mû zendo ti ga même akota ye ndali ti so lithium ayeke sara kua na lege ti diffusion so ayeke na yâ ti a-état solide na lege ti a-couche ti graphite.

Température ayeke sara kua nde nde na lege ti aye. A-anode ti graphite ayeke na yâ ti kpale ti lithium so ayeke na gbe ti 0 degré , ndo so lithium ayeke dä tongana wen ahon ti tene a zia ni nzoni. Ye so ayeke sara si zo awara kpale. LTO ayeke bata kusala ti lo juska na -30 degré , na a sala si a lingbi teti kusala ti salango kusala na ndo ti sese atâa so ngangu ti ngangu ayeke mingi pëpe.

Azo so ayeke sara abatterie ayeke bâ aye so ayeke na yâ ti anode na lege ti a-protocole so a leke ni nzoni. A-cycle ti formation na 0,1C ayeke sara si a yeke ngangu pëpe ti sara kua na a-couche ti SEI. A-épreuve ti ngangu ti taux ni ayeke charge nga na décharge na yeke yeke yeke (0,5C, 1C, 2C, 3C) ti bâ wala a yeke mû ngangu na zo. A-épreuve ti fini ti cycle ayeke sara si a yeke futa nginza ngbangbo mingi ti si na saki mingi so a yeke sara kua na ni na mbeni lege so a fa ni nga na ndo ti ndowa.

A yeke wara na yâ ti a-étude ni ambeni ye so ayeke sara si a yeke ngangu ti hinga ye so ayeke na yâ ti cristal, microscope électronique so ayeke sara si a-électron ni ayeke sara kua nzoni. A-mesure so ayeke mû maboko na azo so ayeke sara ni ti sara si akota particule ni aduti nzoni, forme ni, ndo ti ndo ni nga na aparamètre ti couche.

A kangbi yâ ti akete kete ye mbilimbili na ndo ti kusala. Akota particule ayeke sara si ndo ti sese adë, a yeke kanga lege na réaction kinetics me a yeke sara si a yeke sara kua nzoni kozoni. Akete kete ye ayeke sara si a-réaction ni akiri aga mingi me a yeke sara si a yeke wara ndo mingi ndali ti aréaction ti mbage so zo aye pëpe. Azo so ayeke sara a-appareil ni ayeke sara kua na ambeni mbilimbili kangbingo yâ ti akota ye so a leke ni nzoni ndali ti kua ti ala, mingi ni na yâ ti micromètre 10-20 ti tene a sara na graphite.

Anode ti aye ti kua ni angbâ ti gue na li ni hio tongana ye so batterie ayeke hunda ayeke gue na li ni. Graphite ayeke ngbâ ande peut-être ti komande na lege ti atënë so ayeke na popo ti aye so lo wara na lege ti nginza nga na akota ndokua so ayeke mû ye na azo. Silicon ti bungbingo ye ayeke gue na li ni yeke yeke na ngoi so azo so ayeke sara ni ayeke leke akpale ti konomi. Na pekoni, a yeke wara a-appareil tongana lithium metal na yâ ti a-tuyau ti developpement ti wara a-appareil ti defaut na ndo ti a-obstacle ti ala ti technique.

Akota ye ti ngia

A-anode ayeke sara si a-électrode so ayeke na yâ ti abatterie aga nzoni pëpe, na graphite ayeke fadeso na ngangu na ndo ti 98% ti akota ndokua ti dengo buze ndali ti so lo yeke na ngangu ti sara kua na 372 mAh/g nga lo yeke futa nginza mingi.

Silicon ayeke na 10x ti ga na 3,3 mAh/g me a yeke tingbi na 300-400% ti akota kpale ti volume so ayeke kanga lege na atënë ti silicium ti dengo buze ti si na gbe ti 8% na yâ ti abungbi ti aye so ayeke na yâ ti ngu 2025 .

A yeke wara na yâ ti a-batterie ni 20% na ngu 2024 ti si na 115 dollar/kWh, na a-anode ti aye so ayeke 10-15% ti nginza kue so a hunda ti sara na batterie nga ala yeke wara pression ti ngere tongana azo so ayeke sara ni ayeke tiri na marge .

A yeke wara na yâ ti anode ni aye so alondo na 3,5 milliard ti dollar na ngu 2024 ti si na 14,7 milliard ti dollar na ngu 2034, so alondo na mungo maboko ti a-oto ti courant nga na akota ye ti batango na ngangu .

Na pekoni, a yeke wara na yâ ti ambeti ti e ambeni ye so andu gango na azo ti ga na 2025-2027, na akota ndokua tongana LG Energy Solution nga na angangu so POSCO asara .