Avantatges i perspectives d'aplicació de l'escuma de níquel com a material d'elèctrodes per a les bateries d'emmagatzematge d'energia

Avantatges i perspectives d'aplicació de l'escuma de níquel com a material d'elèctrodes per a les bateries d'emmagatzematge d'energia

1. Níquel Espuma té els cinc avantatges bàsics com a elèctrode per a les bateries d'emmagatzematge d'energia

1.

2. Multiplicació de la cinètica de reacció: el material té una superfície específica de 5000-15000 m²/m³, cosa que ajuda a augmentar l'eficiència de difusió iònica en un 40% i té un excel·lent rendiment de la taxa.

3. Extremely strong structural stability: Foam metal is mainly composed of nickel metal. The nickel metal skeleton is creep-resistant and corrosion-resistant, and can be cycled 2000 times with a capacity retention rate of >95%.

4. Excel·lent gestió tèrmica: la conductivitat tèrmica de l'escuma de níquel és de 80 W/(M · K). Quan la temperatura de funcionament de la bateria es redueix en 15 graus, el risc de desbordament tèrmic es redueix en un 90%.
5. Compatibilitat de procés ampli: estampació, soldadura, modificació de recobriment, adequada per a líquids/sòlids/semi - Sistemes de bateries sòlides |

- II. Els casos d’aplicació reals són els següents
1. Lithium - bateria iònica
Fast - Bateria de càrrega de càrrega:
Substituïu el col·lector de corrent de paper de coure tradicional i aconseguiu el 80% de càrrega en 12 minuts (prova real de NIO ET7)
La densitat de superfície dels elèctrodes va augmentar fins a 35 mg/cm² (límit de procés tradicional 25 mg/cm²)
Long - Bateria d'emmagatzematge d'energia de vida:
Projecte d’Estació Photovoltaica Sud-africana: Sistema de bateries de liti que utilitza elèctrode d’escuma de níquel ** Decadència de deu anys<10%

Iii. Perspectives de mercat
Política dividends de la Xina "14a Cinc - Pla d'any" El nou pla de desenvolupament d'emmagatzematge d'energia admet clarament - Materials d'elèctrodes de conductivitat
Reducció de costos El 2023, la gran escala de producció - de la producció de níquel ha baixat a 120 dòlars/m² (una disminució del 60% en 5 anys)
Iteració tecnològica El 2025, la producció massiva de les bateries estatals sòlides - generarà una demanda anual de 4 milions de substrats d’escuma de níquel m²

Iv. Direcció de l'evolució tecnològica
1. Innovació material
Compost ni@mno₂
Core - Estructura de shell: augmentar la capacitat específica a 1800 mAh/g (2,5 vegades el valor teòric)
Graphene - escuma de níquel recobert: resistència a la interfície reduïda en un 70%
Nanoengineering: a - Creixement situat de les matrius de nanotubs de carboni: la superfície específica supera els 20.000 m²/m³
2. Disseny estructural
Escuma de níquel de Pore de gradient:
Capa superficial de 20 ppi (alta resistència mecànica) + capa interior 110 ppi (alta reactivitat)
La força de compressió dels elèctrodes va augmentar fins a 15 MPa (estructura tradicional 5 MPa)
- 4 C El cicle de càrrega ràpida arriba a 1500 vegades (National Standard requereix 1200 vegades)
Conclusió: Material de Cornerstone per a Trilions d'emmagatzematge d'energia
L’escuma de níquel s’ha convertit en un material rígid per a bateries d’alta densitat d’energia amb la seva conductivitat insubstituïble, estabilitat extrema i escalabilitat del procés. Amb la comercialització accelerada de les bateries d’estat sòlides -, l’energia d’hidrogen i altres tecnologies, el 2025-2035 es produirà en un creixement explosiu.