Kini Ohun elo Nṣiṣẹ Cathode?

Cathode ti nṣiṣe lọwọ awọn ohun elo ti ni awọn powdered yellow lo ninu awọn rere elekiturodu tiawọn batiri ion litiumuti o tọju ati tu awọn ions litiumu silẹ lakoko idiyele ati awọn iyipo idasilẹ. Awọn ohun elo wọnyi, deede awọn ohun elo oxides ti o ni litiumu ni idapo pẹlu awọn irin iyipada bi nickel, manganese, ati koluboti, pinnu iwuwo agbara batiri kan, igbesi aye gigun, ati awọn abuda ailewu.

Cathode jẹ iṣiro fun 30-40% ti iye owo sẹẹli LIB kan ati pe o duro fun paati ẹyọkan ti o gbowolori julọ. Lakoko iṣẹ batiri, awọn ions lithium ṣe ṣilọ laarin cathode ati awọn ipele anode-gbigbe si cathode lakoko idasilẹ lati ṣe ina lọwọlọwọ itanna, lẹhinna pada si anode lakoko gbigba agbara.

Awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ Cathode ni litiumu ni idapo pẹlu awọn irin oxides iyipada ninu awọn ẹya kristali ti o gba laaye litiumu iyipada{0}}iṣipopada ion. Awọn kemistri cathode akọkọ marun ti o jẹ gaba lori ọja ọkọọkan nfunni ni awọn profaili iṣẹ ṣiṣe pato.

Lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC) ṣe awọn irin mẹta ni awọn iwọn oniruuru{0}} awọn agbekalẹ ti o wọpọ pẹlu NMC 111 (awọn ẹya dogba), NMC 622, ati NMC 811 (giga-nickel). Nickel n pese iwuwo agbara ti o ga, manganese ṣe alabapin iduroṣinṣin igbekalẹ, ati koluboti ṣe imudara adaṣe ati fa igbesi aye gigun. NMC 811 n pese agbara 180{10}}200 mAh/g pẹlu awọn iwuwo agbara ti o de 260 Wh/kg, ṣiṣe ni yiyan ti o fẹ julọ fun awọn ọkọ ayọkẹlẹ onina gigun.

Litiumu iron fosifeti (LFP) nlo irin lọpọlọpọ ati fosifeti dipo kobalt ti o ṣọwọn ati nickel. Pẹlu agbekalẹ LiFePO₄, kemistri yii n ṣiṣẹ ni foliteji kekere (ipo 3.2V) ṣugbọn tayọ ni iduroṣinṣin gbona ati ailewu. Awọn batiri LFP duro lori awọn iyipo idiyele 2,000 ati pe ko tu atẹgun silẹ lakoko ijade igbona, dinku eewu ina ni pataki. Ni ọdun 2023, LFP gba 40% ti ọja cathode agbaye, ti a ṣe nipasẹ lilo rẹ ni awọn EVs Kannada ati awọn eto ipamọ agbara.

Lithium cobalt oxide (LCO) jẹ litiumu atilẹba{0}}ion cathode ohun elo ti Sony ṣe iṣowo ni ọdun 1991. Lakoko ti o n funni ni iwuwo agbara ti o ga julọ laarin awọn iru cathode, LCO jiya lati iduroṣinṣin igbona ti ko dara ni awọn ipinlẹ idiyele giga ati igbesi aye gigun. Lilo rẹ ti yipada pupọ si awọn ẹrọ itanna olumulo bi awọn fonutologbolori ati awọn kọnputa agbeka, nibiti awọn ihamọ aaye ti ju awọn idiyele idiyele lọ.

Lithium nickel cobalt aluminum oxide (NCA) ni igbagbogbo ni 80% nickel, 15% kobalt, ati 5% aluminiomu. Tesla ṣe aṣáájú-ọnà NCA isọdọmọ ni awọn ọkọ ina mọnamọna, ni jijẹ iwuwo agbara giga rẹ ti o jọra si NMC ṣugbọn pẹlu iduroṣinṣin igbona to dara julọ ju awọn kemistri nickel mimọ. Bibẹẹkọ, NCA ṣe afihan ibajẹ isare ni awọn ipinlẹ idiyele giga, nilo awọn eto iṣakoso batiri ṣọra.

Lithium manganese oxide (LMO) ṣe agbekalẹ igbekalẹ ọpa ẹhin onisẹpo mẹta{{0} ti o jẹ ki iṣelọpọ agbara giga ati aabo to dara julọ. Pelu iwuwo agbara kekere ju nickel- awọn cathodes ti o da lori, iduroṣinṣin igbona LMO ati idiyele kekere jẹ ki o dara fun awọn irinṣẹ agbara ati awọn ẹrọ iṣoogun ti o nilo awọn oṣuwọn itusilẹ giga.

cathode active material

Ṣiṣẹjade ohun elo ti n ṣiṣẹ Cathode ni pẹlu ọpọlọpọ {{0}ipele giga{1}}iwọn otutu{2} ilana imupadabọ ipinlẹ to nilo iṣakoso to peye lori akopọ, iwọn patikulu, ati igbekalẹ kristali.

Ilana naa bẹrẹ pẹlu ipilẹṣẹ cathode lọwọ ohun elo (pCAM) kolaginni. Fun awọn cathodes NMC, irin sulfates ti nickel, manganese, ati koluboti ti wa ni tituka ni ojutu ati àjọ{1}} ti o rọ bi adalu irin hydroxides ni rudurudu reactors. Iṣakoso pH lakoko igbesẹ crystallization yii ṣe pataki -iyipada ti 0.1 pH kan le paarọ ẹda ara-ara ati pinpin iwọn. Omi hydroxide ti wa ni filtered, fo, ati gbigbe lati gbe pCAM lulú.

Iṣaaju yii yoo wa ni idapọ pẹlu lithium hydroxide tabi kaboneti lithium ni awọn ipin to peye ati ki o gbona si iwọn 700{1}900 ninu atẹgun - awọn bugbamu ti o ni ilọsiwaju fun wakati 12-24. Igbesẹ iṣiro yii n lé awọn aimọ jade ati pe o ṣe awọn kirisita irin-oxide isokan pẹlu eto siwa to ṣe pataki fun isọdi litiumu-ion. Iwọn otutu sintering, akopọ oju-aye, ati iye akoko alapapo pinnu awọn ohun-ini elekitirokemika ti ohun elo ikẹhin ati iduroṣinṣin gbona.

Lẹhin sisọ, ohun elo cathode naa gba fifọ ati isọdi lati ṣaṣeyọri ipinpin iwọn patikulu ibi-afẹde{0} ni deede 5-20 micrometers. Awọn aṣelọpọ gbejade awọn iwọn patiku oriṣiriṣi lati mu iwọn iwuwo ti ohun elo ti nṣiṣe lọwọ ti a bo sori awọn agbowọ lọwọlọwọ cathode. Diẹ ninu awọn agbekalẹ gba awọn ibora oju ilẹ ni afikun tabi awọn dopants lati jẹki iṣiṣẹ ati igbesi aye ọmọ.

Awọn imotuntun aipẹ ti jẹ ki ilana eka aṣa yii jẹ irọrun. NOVONIX ṣe agbekalẹ gbogbo -gbẹ, odo - ọna isọdọkan egbin ti o mu igbesẹ iṣaaju kuro patapata, yiyipada awọn ifunni irin aise taara si awọn katodes NMC ti o pari. Ilana itọsi yii dinku awọn idiyele olu nipasẹ isunmọ 30% ati awọn idiyele ṣiṣe nipasẹ isunmọ 50% lakoko ti o n gba agbara 27% kere si awọn ọna aṣa.

Igbesẹ ikẹhin ṣẹda slurry cathode nipa didapọ erupẹ ohun elo ti nṣiṣe lọwọ pẹlu awọn afikun adaṣe (eyiti o jẹ dudu carbon dudu), binders (nigbagbogbo polyvinylidene fluoride tabi PVDF), ati awọn nkan mimu (N{{0}methyl-2-pyrrolidone tabi NMP). A ti bo slurry yii sori awọn olugba lọwọlọwọ bankanje aluminiomu, ti o gbẹ ninu awọn adiro lati yọ awọn ohun mimu kuro, ati pe o jẹ adiro nipasẹ awọn rollers lati ṣaṣeyọri sisanra aṣọ-ni deede 70 micrometers ti o ni 15 mg/cm² ti ohun elo lọwọ.

Awọn ohun elo Cathode ṣe aṣoju awakọ iye owo ti o tobi julọ ni iṣelọpọ batiri. Ni 2024, NMC 811 cathode ohun elo ti nṣiṣe lọwọ iye owo $109 fun kilowatt-wakati kan, ṣiṣe iṣiro fun 53% ti awọn idiyele ohun elo sẹẹli lapapọ ati 30% ti awọn idiyele idii batiri pipe. Awọn cathodes LFP ni pataki kere si ni $21.90/kWh ni ọdun 2023, pẹlu kaboneti lithium ti o nsoju 90% ti eeya yẹn ni $19.60/kWh.

Ọja awọn ohun elo cathode de $ 55 bilionu ni ọdun 2024 pẹlu ibeere ọdọọdun ti o kọja awọn kiloton 2,800. Awọn asọtẹlẹ ọja ṣe iṣiro idagbasoke lati $ 19.5 bilionu ni ọdun 2024 si $ 52.4 bilionu nipasẹ 2034, ti o nsoju iwọn idagba ọdun lododun ti 10.7%. Imugboroosi yii jẹ idari nipataki nipasẹ ibeere batiri ọkọ ina, eyiti o kọja awọn iwọn miliọnu 14 ti wọn ta ni kariaye ni ọdun 2023.

Ilu China jẹ gaba lori iṣelọpọ cathode pẹlu ju 60% ti agbara iṣelọpọ agbaye, atẹle nipasẹ South Korea ati Japan pẹlu ipin 25% apapọ. Sibẹsibẹ, imugboroja agbara pataki ti nlọ lọwọ ni Yuroopu ati Ariwa America. Ohun ọgbin Schwarzheide ti BASF ni Germany bẹrẹ ṣaaju- iṣelọpọ ti owo giga- nickel cathode awọn ohun elo ni 2023, ti n fojusi 100 kilotons lododun nipasẹ 2025. Ni Amẹrika, LG Chem ati General Motors 'Ultium CAM apapọ iṣowo ṣe ifilọlẹ ohun elo 30-kiloton ti kiloton 20 ni kutukutu si awọn ohun elo 20 kiloton ni Tennessees ni kutukutu Ọdun 2025.

Awọn idiyele ohun elo aise ni ipa pataki awọn idiyele cathode. Awọn idiyele carbonate litium ti yipada ni iyalẹnu- dide lati ṣe igbasilẹ awọn giga ni ọdun 2022 ṣaaju idinku ni 2023-2024 bi ipese tuntun ṣe wa lori ayelujara. Awọn idiyele koluboti ati nickel tun ṣafihan ailagbara giga, ti o ni idari nipasẹ awọn idalọwọduro pq ipese ati awọn ifosiwewe geopolitical. Democratic Republic of Congo pese diẹ sii ju 70% ti cobalt agbaye, lakoko ti Indonesia ti farahan bi olupilẹṣẹ nickel pataki kan.

Iyipada owo yii ati ifọkansi ipese ti yara awọn itesi bọtini meji: yi lọ si ọna kekere{{0}iye owo LFP kemistri ati idagbasoke ti koluboti{1}}ọfẹ yiyan. Ni ọdun 2024, awọn oniwadi ni Georgia Tech ṣe idagbasoke cathode kiloraidi irin kan ti o jẹ idiyele 1-2% ti awọn ohun elo aṣa lakoko ti o tọju agbara deede. Botilẹjẹpe ṣi ṣe idanwo, iru awọn aṣeyọri bẹ le ṣe atunto eto-ọrọ ọrọ-aje batiri ni ipilẹ.

Awọn ohun elo oriṣiriṣi beere awọn profaili iṣẹ cathode oriṣiriṣi. Awọn ọkọ ina mọnamọna ṣe pataki iwuwo agbara fun ibiti o wakọ, iwọn iwapọ ẹrọ elekitironi olumulo, ati ibi ipamọ akoj tẹnumọ igbesi aye ọmọ ati ailewu.

Agbara iwuwo yatọ bosipo nipasẹ kemistri. NMC 811 ati NCA fi 200-270 Wh/kg jiṣẹ ni ipele sẹẹli, mu EVs lati ṣaṣeyọri 300{7}}400 maili ti iwọn. LFP nfunni ni iwuwo agbara kekere ni 140{8}}170 Wh/kg ṣugbọn sanpada pẹlu awọn aṣelọpọ gigun-gigun giga bi BYD ti ṣaṣeyọri awọn sakani EV ifigagbaga nipasẹ isọpọ sẹẹli-si-pack ti o yọ awọn modulu kuro ati mu ṣiṣe iwọn didun pọ si.

Igbesi aye yiyi duro fun nọmba idiyele-awọn iyipo idasilẹ ṣaaju ki agbara rẹ dinku si 80% ti atilẹba. LFP tayọ nihin pẹlu 2,000{14}}4,000 iyipo, ni akawe si 1,000-2,000 fun NMC ati 500-1,000 fun LCO. Igbesi aye gigun yii jẹ ki LFP jẹ apẹrẹ fun ibi ipamọ agbara adaduro, nibiti awọn batiri le yipo lojoojumọ fun ọdun 10-15. NMC giga-nickel degrades yiyara nitori aisedeede igbekale ati awọn aati ẹgbẹ ni awọn foliteji giga, nilo iṣakoso igbona ṣọra.

Awọn abuda aabo wa lati igbona ati iduroṣinṣin kemikali. LFP ṣe afihan aabo ailẹgbẹ{1}}P{2}O ti o lagbara lati ṣe idiwọ itusilẹ atẹgun lakoko awọn iṣẹlẹ igbona, ati pe ohun elo naa ko faragba jijẹjijẹ nla titi o fi ju iwọn 270 lọ. NMC ati NCA cathodes decompose ni isalẹ awọn iwọn otutu (200-250 iwọn) ati ki o tu atẹgun ti o le epo gbona runaway. Eyi ṣe alaye idi ti LFP ṣe jẹ gaba lori ọja EV Kannada, nibiti aabo igbona ti gba ayewo ilana nla.

Agbara agbara da lori litiumu{0}} awọn oṣuwọn itọkasi ion ati iṣiṣẹ itanna. Ẹ̀ka ọ̀pá ẹ̀yìn onísẹ̀ mẹ́ta ti LMO máa ń jẹ́ kí ìrìn àjò ion yára, ní àtìlẹ́yìn àwọn òṣùwọ̀n ìtújáde tó 20C-itumọ̀ pé batiri náà lè fi ìmọ̀-inú rẹ̀ sílẹ̀ ní ẹ̀kúnrẹ́rẹ́ ní ìṣẹ́jú mẹ́ta péré. NMC ati NCA maa n mu awọn oṣuwọn 1-3C mu, lakoko ti LFP n ṣakoso ilọsiwaju 1C pẹlu 5C tente oke ti nwaye nigbati a ṣe atunṣe daradara.

Iwọn iwọn otutu ti nṣiṣẹ yoo ni ipa lori iṣẹ ni awọn iwọn otutu ti o pọju. LFP jiya ipadanu agbara diẹ sii ni oju ojo tutu nitori lilọ kiri lithium ti dinku{1}} ni awọn iwọn otutu kekere. NMC ati NCA ṣe itọju otutu to dara julọ- iṣẹ oju-ọjọ ṣugbọn nilo iṣakoso igbona ti nṣiṣe lọwọ lati ṣe idiwọ igbona ni awọn oju-ọjọ gbona. Diẹ ninu awọn aṣelọpọ ni bayi lo awọn eto alapapo{5} batiri lati jẹ ki iṣẹ LFP ṣiṣẹ ni awọn ọja ariwa.

cathode active material

Bi imuṣiṣẹ batiri ti n yara, awọn ohun elo cathode atunlo ti di pataki fun iduroṣinṣin pq ipese ati ojuse ayika. Awọn ọna atunlo akọkọ mẹta ti farahan: hydrometallurgy, pyrometallurgy, ati isọdọtun taara.

Awọn ilana hydrometallurgical tu awọn ohun elo cathode ni awọn ojutu acid, lẹhinna yan yiyan ati sọ awọn irin kọọkan di mimọ. Ọna yii n gba lithium, nickel, cobalt, ati manganese pada ni ṣiṣe 95-99% ṣugbọn o nmu omi idọti nla ati idoti kemikali jade. Ascend Elements' ilana itọsi Hydro{4} si-Cathode® ni ilọsiwaju lori hydrometallurgy ibile nipa yiyọkuro awọn igbesẹ agbedemeji 15 ati idinku awọn itujade erogba nipasẹ 49% ni akawe si iṣelọpọ ohun elo wundia.

Pyrometallurgical atunlo n yo awọn batiri ni awọn iwọn otutu ti o ga lati ṣẹda awọn ohun elo irin, lati eyiti awọn eroja ti o niyelori ti jade. Lakoko ti o rọrun ati anfani lati ṣe ilana gbogbo awọn batiri laisi itọju iṣaaju-, pyrometallurgy n gba agbara pataki ati padanu lithium si slag. Awọn itujade eefin eefin lati itọju pyrometallurgical jẹ aijọju ilọpo meji ti awọn ọna hydrometallurgical.

Isọdọtun taara duro fun ọna tuntun - titunṣe awọn ohun elo cathode ti o bajẹ dipo fifọ wọn silẹ si awọn irin ti o jẹ apakan. Ọ̀nà yìí kan yíya àwọn ohun èlò tí ń ṣiṣẹ́ níyà kúrò lọ́dọ̀ àwọn adènà àti àwọn olùkójọpọ̀ lọ́wọ́lọ́wọ́, lẹ́yìn náà títún àtúnse lithium tí ó sọnù nípasẹ̀ ìṣàmúlò ìṣàkóso ìpínlẹ̀, ìtọ́jú hydrothermal, tàbí dídà iyọ̀. Isọdọtun taara nilo 60{5} 80% kere si agbara ju atunlo ti o da lori isediwon ko si mu omi idọti jade. Awọn ijinlẹ aipẹ ṣe afihan pe awọn kathodes NMC ti a tun ṣe taara le baamu tabi kọja iṣẹ awọn ohun elo wundia.

Redwood Materials nṣiṣẹ iṣowo akọkọ{0} ile-iṣẹ atunlo cathode ni Amẹrika, ṣiṣe awọn toonu 30,000 lọdọọdun pẹlu agbara ramping si 60,000 toonu ni ipari 2024. Ilana isọdọtun ti ohun-ini wọn jẹ agbara patapata nipasẹ agbara iṣẹku ni opin{6} lo. Ohun elo naa gba ida 95% ti lithium pada kuro ninu aloku batiri ti o si yi pada si{10}} awọn iṣaju ipele cathode pẹlu ipa ayika kekere ju iwakusa akọkọ lọ.

Awọn ilana Iwe irinna Batiri ti European Union, ti o munadoko lati ọdun 2027, yoo paṣẹ akoonu ti o kere ju ti a tunlo ninu awọn batiri titun ati akoyawo kọja pq ipese. Ilana yii ti fa diẹ sii ju € 4.5 bilionu ni idoko-owo amayederun atunlo lati ọdun 2022, pẹlu awọn ohun elo ti a gbero ni Germany, Sweden, ati Hungary.

Iwadi n tẹsiwaju titari awọn aala iṣẹ ṣiṣe cathode lakoko ti o n sọrọ idiyele ati awọn italaya iduroṣinṣin. Ọpọlọpọ awọn idagbasoke ti o ni ileri ti nlọsiwaju si iṣowo.

Awọn patikulu NMC nikan{{0}crystal n rọpo ọna polycrystalline lọwọlọwọ. Awọn kirisita ẹyọkan yọkuro awọn aala ọkà nibiti awọn dojuijako ti bẹrẹ, ni ilọsiwaju igbesi aye ọmọ ni iyalẹnu ati iduroṣinṣin ẹrọ. CATL ati awọn aṣelọpọ miiran ti bẹrẹ iṣelọpọ awaoko ti ẹyọkan{3}crystal cathodes ti o ṣe idaduro 90% agbara lẹhin awọn iyipo 4,000{7}} ilọpo igbesi aye NMC ti aṣa.

Lithium{0}}manganese ọlọrọ{1}cathodes ti o da lori (LMR{2}NMC) le ṣe jiṣẹ ju agbara 250 mAh/g lọ nipasẹ lilo mejeeji irin iyipada ati awọn aati isọdọtun atẹgun. Bibẹẹkọ, foliteji ipare lakoko gigun kẹkẹ ati agbara oṣuwọn ti ko dara ni isọdọmọ iṣowo lopin. Ilọsiwaju aipẹ ni awọn ilana doping ati awọn aṣọ ibora n koju awọn italaya wọnyi, pẹlu ọpọlọpọ awọn ile-iṣẹ ti o fojusi ifihan ọja nipasẹ 2026.

Manganese{0}} Awọn agbekalẹ ọlọrọ ni ifọkansi lati dinku igbẹkẹle nickel ati kobalt lakoko ti o n ṣetọju iṣẹ giga. BASF fi aṣẹ fun ile-iṣẹ awaoko ni Oṣu Kẹta ọdun 2024 ni pataki fun manganese{3}}ọlọrọ cathodes, ni mimọ pe manganese n san owo 10-20 igba kere ju nickel. Awọn akopọ ọlọrọ Mn ti iṣapeye ṣaṣeyọri 85-90% ti iwuwo agbara NMC 811 ni idiyele kekere pupọ.

Sodium -Batiri ion ti nlo Prussian blue cathodes funni ni imukuro lithium ati cobalt patapata. Lakoko ti iwuwo agbara si wa ni isalẹ ju lithium{2}}ion (140-160 Wh/kg), ọpọlọpọ iṣu soda ati iye owo kekere jẹ ki o wuni fun ibi ipamọ adaduro ati kukuru- awọn EVs. Olupese Ilu Ṣaina CATL bẹrẹ iṣelọpọ pupọ ti awọn batiri iṣu soda-ion ni ọdun 2023, pẹlu iwuwo agbara ti jẹ iṣẹ akanṣe lati de 200 Wh/kg nipasẹ ọdun 2027.

Awọn batiri ipinle ti o lagbara ṣe ileri lati yi apẹrẹ cathode pada nipa rirọpo awọn elekitiroti olomi pẹlu awọn ohun elo seramiki tabi awọn polima. Eyi ngbanilaaye lilo awọn ohun elo ti o ga julọ -awọn ohun elo cathode foliteji ati awọn anodes irin lithium, ti o le ṣaṣeyọri 400{4}}500 Wh/kg ni ipele sẹẹli{6}} fẹrẹẹ ilọpo meji imọ-ẹrọ lọwọlọwọ. Bibẹẹkọ, awọn batiri ipinlẹ to lagbara dojukọ awọn italaya ni iwọn iṣelọpọ ati resistance interfacial. Awọn ile-iṣẹ lọpọlọpọ pẹlu QuantumScape, Solid Power, ati Toyota n fojusi iṣelọpọ iṣowo laarin 2025-2030.

Ijọpọ ti itetisi atọwọda ati ẹkọ ẹrọ ni idagbasoke cathode jẹ iyara awọn akoko wiwa. Awọn oniwadi lo awọn awoṣe iṣiro lati ṣe ayẹwo awọn ẹgbẹẹgbẹrun awọn akopọ ti o ni agbara, ṣe asọtẹlẹ awọn ohun-ini elekitiroki wọn ṣaaju iṣelọpọ. Ọ̀nà yìí láìpẹ́ yìí ṣàwárí ọ̀pọ̀lọpọ̀ aramada gíga - entropy cathode ohun elo ti o ṣe afihan iduroṣinṣin to gaju ati idaduro agbara.

cathode active material

Awọn idiyele ohun elo aise ṣe iṣiro fun 70-80% awọn idiyele cathode. Lithium, nickel, ati cobalt jẹ awakọ iye owo akọkọ, pẹlu cobalt jẹ gbowolori julọ ni $25,000-35,000 fun toonu kan. Idiju ilana tun ni ipa lori awọn idiyele-giga-nickel cathodes nilo awọn iṣakoso mimọ to lagbara diẹ sii ati awọn ipo iṣelọpọ, jijẹ awọn inawo iṣelọpọ. Awọn cathodes LFP jẹ 30-40% kere si NMC ni akọkọ nitori lilo irin lọpọlọpọ dipo nickel ati koluboti ti o ṣọwọn.

Dapọ awọn iru cathode lakoko atunlo dinku ṣiṣe ati didara ọja. NMC, NCA, ati LFP ni awọn akojọpọ kemikali oriṣiriṣi ti o nilo awọn aye ṣiṣe lọtọ. Sibẹsibẹ, awọn atunlo bii Redwood Materials ati Li-Cycle ti ṣe agbekalẹ awọn ilana ti o rọ ti o le mu awọn ohun kikọ sii ti o dapọ mọ nipa tito awọn batiri ṣaaju ṣiṣe tabi ṣatunṣe awọn itọju kemikali. Diẹ ninu awọn iwadii daba nimọọmọ dapọ awọn iru cathode kan pato ni awọn ipin iṣakoso le ṣẹda awọn ohun elo aramada pẹlu awọn ohun-ini agbedemeji, botilẹjẹpe eyi ṣi wa esiperimenta.

Awọn cathodes LFP jẹ ailewu laileto nitori isunmọ fosifeti ti o lagbara ti o ṣe idiwọ itusilẹ atẹgun lakoko awọn iṣẹlẹ igbona. Wọn ko lọ kuro titi awọn iwọn otutu ti kọja iwọn 270. Nickel -cathodes ọlọrọ (NMC 811, NCA) bẹrẹ jijẹ ni ayika iwọn 200 ati tusilẹ atẹgun ti o mu yara salọ igbona. Eyi ṣe alaye itankalẹ giga ti ina batiri ni giga -agbara -iwuwo EVs nipa lilo awọn kemistri ọlọrọ nickel{9}. Sibẹsibẹ, awọn eto iṣakoso batiri ti ilọsiwaju ati awọn iṣakoso igbona ti jẹ ki awọn batiri NMC ni itẹwọgba ailewu fun awọn ohun elo pupọ julọ.

Iron contamination is particularly problematic-even trace amounts (>10 ppm) le fa awọn iyika kukuru inu ati ipare agbara. Sulfur, vanadium, ati kalisiomu tun ba iṣẹ ṣiṣe jẹ nipasẹ didiparu eto kirisita ati jijẹ ikọlu. Awọn ohun elo iṣaju mimọ ga julọ- ni deede ṣe aṣeyọri 99.5-99.9% mimọ pẹlu akoonu irin ni isalẹ 5 ppm. Awọn ohun elo cathode ti a tunlo gbọdọ ṣe isọdọmọ lọpọlọpọ lati yọkuro awọn idoti ti a kojọpọ lati awọn igbesi aye batiri iṣaaju.

Awọn ohun elo ti nṣiṣe lọwọ Cathode joko ni ikorita ti imọ-ẹrọ awọn ohun elo, imọ-ẹrọ itanna, ati imọ-ẹrọ iṣelọpọ. Itankalẹ ti nlọ lọwọ ti awọn kemistri cathode - iwọntunwọnsi iṣẹ ṣiṣe, idiyele, ati iduroṣinṣin{2}} yoo ṣe apẹrẹ ni ipilẹ iyara ti gbigba ọkọ ina mọnamọna ati imuṣiṣẹ ibi ipamọ agbara isọdọtun ni ọdun mẹwa to nbọ.