Imọran ipilẹ jẹ taara - o fi erogba erogba tinrin sori awọn ohun elo batiri lati jẹ ki wọn ṣe adaṣe diẹ sii. LFP laisi bobo erogba ni ifaramọ ni ayika 10 ^ -9 S/cm eyiti o jẹ idabobo ni ipilẹ. Ṣafikun 2-3 wt% ti a bo erogba ati pe o gba 10 ^ -3 S/cm, to lati ṣe batiri ti o ṣiṣẹ.
A nṣiṣẹ mejeeji awọn ọna ṣiṣe CVD ati awọn laini wiwa kemikali tutu ni ile-iṣẹ wa. CVD funni ni iṣọkan ti o dara julọ ṣugbọn awọn idiyele diẹ sii. Iboju tutu ṣiṣẹ daradara fun awọn ohun elo pupọ julọ ati ohun elo jẹ rọrun.
Ṣayẹwo awọn agbara ibora CVD wa fun awọn alaye diẹ sii lori aṣayan ipari giga-.
Kini idi ti Awọn ohun elo Aṣọ pẹlu Erogba?
Pupọ julọ fosifeti -cathodes ti o da lori nilo rẹ. Awọn itanna elekitiriki jẹ ẹru lai ti a bo. Iron fosifeti, manganese fosifeti - itan kanna. Paapaa diẹ ninu awọn cathodes oxide ni anfani lati bora ti o ba n titari awọn oṣuwọn C- giga.
Awọn ti a bo tun ìgbésẹ bi a aabo Layer laarin awọn cathode ati electrolyte. Eyi ṣe pataki diẹ sii ni awọn iwọn otutu ti o ga nibiti awọn aati ẹgbẹ ti yara. A ti rii igbesi aye ọmọ ni ilọsiwaju 40-50% kan lati bo, paapaa nigbati awọn sẹẹli ba ṣiṣẹ ju iwọn 45 lọ.
Awọn anodes silikoni jẹ ẹranko ti o yatọ. Imugboroosi iwọn didun lakoko gigun kẹkẹ (300-400%) yoo ṣaja julọ awọn aṣọ. O nilo awọn ẹya erogba rọ tabi ti a bo kuna lẹhin awọn iyipo diẹ. A ṣiṣẹ lori iṣoro yii fun ọdun mẹta ṣaaju ki a to ni agbekalẹ kan ti o waye gangan ni awọn akoko 200 ti o kọja.
CVD aso ilana
Iṣeto CVD wa nlo acetylene tabi gaasi methane ni iwọn 650{2}}750. Awọn oṣuwọn sisan da lori iwọn ipele - deede 50-200 sccm fun ipele 100 kg kan. Awọn gaasi decomposes lori awọn patiku dada ati awọn fọọmu awọn erogba Layer.
Iṣakoso sisanra jẹ nipasẹ akoko ati iwọn otutu . 30 iṣẹju ni iwọn 700 yoo gba ọ ni aijọju 5-8 nm da lori sobusitireti naa. Ti o ba nilo ibora ti o nipọn o ṣiṣe ni gun, ṣugbọn ṣọra fun idinamọ pore paapaa pẹlu awọn ohun elo agbegbe ti o ga.
Akoonu ayaworan ti erogba CVD ga ju awọn ọna kemikali tutu, eyiti o tumọ si adaṣe to dara julọ. Acetylene funni ni erogba ayaworan diẹ sii ju methane ṣugbọn o tun gbowolori diẹ sii ati iru irora lati mu lailewu.
Iwọn ipele lori laini CVD wa lati 10 kg si 200 kg. Awọn ipele ti o tobi julọ ṣee ṣe ṣugbọn iṣọkan iwọn otutu di ọrọ kan. A ti kẹ́kọ̀ọ́ èyí ní ọ̀nà tó le - ní ìpìlẹ̀ 500 kìlógíráàmù lẹ́ẹ̀kan, ohun èlò tí ó wà lára ohun èlò láti àárín sí àwọn ẹ̀gbẹ́ náà yàtọ̀ síra.
Ọna Kemikali tutu
Illa lulú pẹlu ojutu glukosi, gbẹ, lẹhinna pyrolyze ni afẹfẹ nitrogen. Awọn suga carbonizes ati aso awọn patikulu. Agbekale ti o rọrun ṣugbọn gbigba aṣọ gba diẹ ninu idanwo ati aṣiṣe.
pH ti ojutu glukosi ṣe pataki. Fun awọn ohun elo ipilẹ bi LFP a tọju pH ni ayika 4{3}} 5 nitoribẹẹ glukosi faramọ dara julọ. Igbesẹ gbigbẹ jẹ pataki - ti o ba gbẹ ni yara pupọ o gba clumping. A lo gbigbẹ sokiri ni bayi eyiti o ṣiṣẹ dara julọ ju iṣeto ẹrọ gbigbẹ rotari atijọ wa.
Iwọn otutu Pyrolysis nigbagbogbo jẹ iwọn 500-650 fun glukosi. Awọn iwọn otutu ti o ga julọ funni ni erogba ayaworan diẹ sii ṣugbọn o bẹrẹ sisun ni pipa ikore erogba. Citric acid jẹ aṣayan miiran, fun awọn abajade kanna si glukosi. Diẹ ninu awọn alabara fẹran sucrose ṣugbọn nitootọ a ko rii iyatọ iṣẹ ṣiṣe pupọ.
Erogba lati bo tutu jẹ amorphous pupọ julọ pẹlu diẹ ninu awọn ibugbe ayaworan kukuru{{0}. Imudara jẹ bojumu, ko dara bi CVD ṣugbọn o dara to fun ọpọlọpọ awọn batiri. Iye owo jẹ aijọju 40% kekere ju CVD fun kg ti ohun elo ti a bo.
Awọn ohun elo A ti Ṣiṣẹ Lori
Awọn cathodes LFP ṣee ṣe 70% ti iwọn didun ibora wa. Standard spec jẹ 2.5 wt% erogba, 8-10 nm sisanra. Diẹ ninu awọn onibara fẹ 3% fun awọn ohun elo ti o ga julọ.
A tun ndan LTO anodes, botilẹjẹpe o kere nigbagbogbo. Nigbagbogbo 1-1.5 wt% erogba to niwọn igba ti iṣelọpọ LTO ko buru bi LFP. Iboju naa ṣe iranlọwọ pẹlu agbara idiyele idiyele giga eyiti o ṣe pataki fun awọn ohun elo gbigba agbara ni iyara.
NCM811 ati nickel ọlọ́rọ̀ -miiran ni awọn cathodes ma a bo nigba miiran fun iduroṣinṣin ti oju ju dipo iṣiṣẹ. Isanra ti a bo jẹ tinrin, boya 3-5 nm, o kan to lati dinku olubasọrọ taara laarin cathode ati elekitiroti. Eyi dinku itujade irin iyipada eyiti o jẹ ipo ikuna fun awọn ohun elo ọlọrọ nickel ni foliteji giga.
Silicon composite anodes jẹ nija. Iboju boṣewa ko ṣiṣẹ nitori ọrọ imugboroja iwọn didun. A ṣe agbekalẹ agbekalẹ kan ti a bo erogba pẹlu rirọ diẹ ninu lilo polima{2}} erogba ti ari. O jẹ diẹ sii ṣugbọn o jẹ ọna kan ṣoṣo ti a ti rii lati gba igbesi aye gigun to bojumu. Paapaa lẹhinna, o n wo boya awọn akoko 500-800 ṣaaju ipare agbara pataki.
Iléeṣẹ́ mọ́tò kan fẹ́ kí a wọ aṣọ manganese ìdánwò wọn{0}} ohun èlò cathode ọlọ́rọ̀. Ise agbese yẹn ko ṣiṣẹ ni - ohun elo naa ko duro ni kemikali lakoko ilana ibora ati pe a tẹsiwaju lati rii awọn iyipada ipele. Nigba miiran ibora kii ṣe ojutu.
Awọn nọmba gidi lati Awọn ipele iṣelọpọ
Ni oṣu to kọja a bo awọn toonu 3 ti LFP fun alabara kan ni South Korea. Ifojusi jẹ 2.8 wt% erogba. Awọn abajade ipele wa lati 2.65% si 2.95%, eyiti o wa laarin ± 0.3% ifarada wa. Iṣeṣe lori awọn pellet ti a tẹ ni iwọn 8.2 x 10 ^ -3 S / cm.
Fun lafiwe, awọn ohun elo kanna uncoated 2.1 x 10^-9 S/cm. Iyẹn fẹrẹ to awọn akoko miliọnu mẹrin ni ilọsiwaju ni ifarakanra, botilẹjẹpe fifiwera adaṣe pellet ti a tẹ si iṣiṣẹ patiku kii ṣe ilana pipe.
Igbeyewo igbesi aye ọmọ lori awọn sẹẹli owo-owo ( idiyele C / 3, idasilẹ C / 3, iwọn 2.5-3.8V) fihan idaduro agbara ti 91% lẹhin awọn akoko 1000 ni iwọn 25. Ifojusi alabara jẹ 90% nitorina o kọja.
| Ohun elo Iru | Erogba akoonu | Ibiti Aṣoju wa | Awọn akọsilẹ |
|---|---|---|---|
| LFP cathode | 2-3 wt% | 2.3-2.9% | Ohun elo ti o wọpọ julọ |
| LTO anode | 1-2 wt% | 1.2-1.7% | Kere pataki ju LFP |
| NCM/NCA | 0.5-1.5 wt% | 0.8-1.3% | Fun dada Idaabobo o kun |
| Silikoni apapo | 5-10 wt% | 6-9% | Nilo rọ ti a bo |
Awọn sakani ti o han jẹ ohun ti a ṣaṣeyọri gaan ni iṣelọpọ, kii ṣe awọn ibi-afẹde imọ-jinlẹ.
Aso Didara oran A ti sọ ri
Agbegbe ti ko pe ni iṣoro ti o wọpọ julọ, paapaa pẹlu ideri tutu. O pari pẹlu awọn aaye igboro lori dada patiku eyiti o ṣẹda ifọkansi lọwọlọwọ agbegbe lakoko gigun kẹkẹ. Eyi fihan bi agbara ipare lẹhin awọn akoko 200-300.
Ibora ti o nipọn pupọ ṣe idiwọ itọka litiumu. A ni ipele kan nibiti ibora jẹ 25 nm dipo ibi-afẹde 10 nm nitori ọran iṣakoso iwọn otutu kan. Agbara oṣuwọn jẹ akiyesi buruju - awọn sẹẹli ko le mu idasilẹ 1C laisi idinku foliteji pataki.
Erogba ifoyina nigba ipamọ jẹ ọrọ miiran. Lulú ti a bo yẹ ki o wa ni ipamọ labẹ awọn ipo gbigbẹ. A ni alabara kan ti o tọju ohun elo sinu ile-itaja ọririn fun oṣu mẹfa ati akoonu erogba silẹ lati 2.5% si 1.9%. Awọn erogba laiyara oxidizes ni tutu air.
Ohun elo ati Agbara
Ileru CVD akọkọ wa le mu awọn ipele 200 kg. A tun ni ileru R&D kekere kan fun awọn ipele 5-10 kg nigbati awọn alabara fẹ lati ṣe idanwo ibora lori awọn ohun elo tuntun. Yipada fun awọn ipele R&D nigbagbogbo jẹ ọsẹ 1-2. Awọn ipele iṣelọpọ gba awọn ọsẹ 3-4 lati gbigba ohun elo si gbigbe.
Laini ti a bo tutu ni iwọn ti o ga julọ, to 500 kg fun ipele kan. Idiwọn idiwọn jẹ igbagbogbo agbara gbigbẹ fun sokiri kuku ju ileru pyrolysis lọ.
A n gbooro agbara ni ọdun to nbọ pẹlu eto CVD tuntun, yẹ ki o wa lori ayelujara nipasẹ Q{0} Agbara ibi-afẹde jẹ awọn ipele 300 kg eyiti yoo ṣe iranlọwọ pẹlu diẹ ninu awọn alabara nla wa.
Iṣẹ idagbasoke
Ti o ba ni ohun elo ti o le ni anfani lati bora ṣugbọn o ko ni idaniloju, a le ṣiṣe awọn idanwo idagbasoke. Iwọn ti o kere julọ jẹ nigbagbogbo 200 giramu. A yoo ṣe idanwo awọn ipo ibori oriṣiriṣi 2-3 ati pese awọn ayẹwo ti a bo pẹlu data elekitirokemika lati awọn sẹẹli owo.
Iye owo idagbasoke da lori iwọn idanwo. Iṣiro ibora ipilẹ pẹlu idanwo sẹẹli owo-owo nṣiṣẹ ni ayika $3500. Ti o ba nilo idanwo ti o gbooro sii bii kikọ sẹẹli ni kikun tabi gigun kẹkẹ gigun - a le sọ iyẹn lọtọ.
Ọrọ kan ti a ṣiṣẹ sinu pẹlu iṣẹ idagbasoke ni pe awọn abajade laabu ko nigbagbogbo tumọ si iwọn iṣelọpọ. A ti bo ohun elo kan ni iwọn giramu 50 ti o dabi nla, ṣugbọn nigba ti a ba iwọn si 50 kg aṣọ aṣọ ti o jẹ ẹru. Pipin iwọn patiku ati agbegbe dada mejeeji ni ipa ihuwasi ti a bo ati nigbakan ohun ti o ṣiṣẹ kekere ko ṣiṣẹ nla.
Awọn Okunfa idiyele
Aso CVD ṣafikun aijọju $2-4 fun kg si idiyele ohun elo ti o da lori iwọn ipele ati sipesifikesonu ibora. Ti a bo kemikali tutu jẹ $1.50-2.50 fun kg.
Ibere ti o kere julọ fun iṣelọpọ iṣelọpọ jẹ nigbagbogbo 50 kg. Ni isalẹ pe iye owo iṣeto jẹ ki o jẹ aiṣedeede. Fun awọn iwọn idagbasoke labẹ 50 kg a gba owo ọya iṣeto kan.
Ti o ba n ra ohun elo iṣaaju lati ọdọ wa (lulú ti a ko bo) ti o si ni ki a wọ ẹ, a le nigbagbogbo ni idiyele ti o dara julọ ju ti o ba gbe ohun elo tirẹ lọ si wa. Awọn eekaderi rọrun ati pe a ti ṣeto tẹlẹ pẹlu awọn olupese ohun elo.
Sowo ohun elo ti a bo nilo diẹ ninu itọju nitori pe lulú jẹ diẹ sii pyrophoric ju awọn ohun elo ti a ko fi sii. A nlo UN - ti a fọwọsi ti iṣakojọpọ ati ọkọ oju omi nipasẹ gbigbe ilẹ nikan. A ko gba laaye ẹru ọkọ oju-omi afẹfẹ fun ọpọlọpọ awọn ohun elo erogba{3}} nitori eewu ina.
Idanwo ati awọn pato
Idanwo boṣewa a pese pẹlu gbogbo ipele:
Akoonu erogba nipasẹ itupalẹ ijona (± 0.1 wt%)
Fọwọ ba iwuwo
Pipin ipin patiku (D10, D50, D90)
Ọrinrin akoonu
Awọn aworan SEM (ti a pese lori ibeere)
Awọn idanwo afikun wa:
Wiwọn conductivity lori awọn pellets ti a tẹ
BET dada agbegbe
XRD fun gara be
Agbelebu TEM{0}} awọn apakan fun ijẹrisi sisanra ti a bo
ICP{0}MS fun itupalẹ aimọ
Idanwo sẹẹli owo (iṣẹ ṣiṣe gigun kẹkẹ, agbara oṣuwọn, ikọlu)
Pupọ julọ awọn alabara kan fẹ idanwo ipilẹ pẹlu wiwọn adaṣe. Isọdi ni kikun ṣe afikun bii ọsẹ kan si akoko iyipada ati awọn idiyele afikun.
Ohun ti A Ko Ṣe
A ko ndan elekiturodu sheets. Awọn ohun elo wa jẹ apẹrẹ fun wiwa lulú. Ti o ba nilo bo lori tẹlẹ-awọn amọna amọna iyẹn jẹ ilana ti o yatọ patapata.
A tun ko mu awọn ohun elo pẹlu awọn ifiyesi aabo to ṣe pataki. Ko si irin lithium lulú, ko si afẹfẹ giga{1} awọn ohun elo ti o ni imọlara. Awọn ohun elo batiri ti o peye dara ṣugbọn ti ohun elo rẹ ba jona lairotẹlẹ ni afẹfẹ a ko le ṣiṣẹ pẹlu rẹ.
Ultra-Idi ti o ga julọ (ite semiconductor) kii ṣe idojukọ wa. A ṣeto fun awọn ohun elo batiri eyiti o tumọ si mimọ to dara ṣugbọn kii ṣe ipele yara mimọ. Ti o ba nilo sub- iṣakoso ibajẹ ppm o nilo iru ohun elo ọtọtọ.
Onibara Apeere
Ile-iṣẹ batiri kan ni Michigan fi silikoni wọn - ohun elo anode alapọpo graphite ranṣẹ si wa. Wọn rii agbara ipare lẹhin awọn akoko 150. A bo o pẹlu ilana erogba rọ wa ati pe wọn ni igbesi aye yipo to awọn iyipo 600. Iye owo ohun elo pọ nipasẹ $3.50/kg ṣugbọn ilọsiwaju iṣẹ ṣe idalare fun ohun elo wọn.
Ise agbese miiran kan ti a bo NCM811 fun alabara ọkọ ayọkẹlẹ Yuroopu kan. Wọn ṣe aibalẹ nipa ipare agbara ni foliteji giga (gepa 4.3V). Standard NCM811 ṣe afihan ipadanu agbara 15% lẹhin awọn iyipo 500. Pẹlu 1 wt% ti a bo erogba pẹlu diẹ ninu itọju dada a ni iyẹn si isalẹ si ipadanu agbara 8%. Ibo naa kii ṣe ifosiwewe nikan {11} wọn tun ṣe iṣapeye elekitiroti wọn - ṣugbọn o ṣe iranlọwọ.
A ṣiṣẹ pẹlu ẹgbẹ iwadii kan ti n ṣe agbekalẹ akojọpọ cathode tuntun (lithium{0}}iyatọ NCM ọlọrọ). Ohun elo naa ni agbara to dara ṣugbọn agbara oṣuwọn ẹru. Lẹhin ti a bo pẹlu 2% erogba agbara idasilẹ ni 1C ni ilọsiwaju lati 140 mAh/g si 168 mAh/g. Iwa adaṣe jẹ ipin opin fun ohun elo yẹn.
Nigba miiran ibora ko yanju iṣoro naa. A ni alabara kan pẹlu ipare iyara ni awọn sẹẹli wọn ati pe wọn ro pe ibora yoo ṣatunṣe. Lẹhin ti iwadii a rii ipare wọn jẹ nitori gbigbe litiumu lori anode lakoko gbigba agbara yara. Ibo cathode naa kii yoo ṣe iranlọwọ pẹlu iyẹn. A ṣeduro pe wọn wo ilana gbigba agbara wọn dipo.
Imọ Resources
A ti ṣe atẹjade diẹ ninu awọn iwe lori ibora erogba ti o ba fẹ awọn alaye diẹ sii lori imọ-jinlẹ. Pupọ wa lẹhin awọn odi isanwo ṣugbọn a le fi awọn PDFs ranṣẹ ti o ba kan si wa.
Ti o ba n ṣiṣẹ pẹlu awọn ohun elo fosifeti iron litiumu ati pe o fẹ lati ni oye ẹgbẹ kemistri batiri ti awọn nkan, nkan yii lori [batiri fosifeti litiumu] ni wiwa awọn ipilẹ lẹwa daradara. Loye kemistri batiri ṣe iranlọwọ lati ṣalaye idi ti ibora ṣe iru iyatọ fun LFP ni pataki.
