Rọrun ọtun? Ayafi ko si nkankan nipa awọn batiri wọnyi ti o rọrun ni kete ti o ba bẹrẹ walẹ sinu awọn alaye, eyiti Mo fẹ ṣe nitori Emi ko le ṣe iranlọwọ fun ara mi.
Kini idi ti litiumu botilẹjẹpe? (Eyi ni ibiti Mo ti ni ibinu)
Nọmba eroja 3. Hydrogen, helium, lithium. Ilana naa niyen. Super aami atomu nitori pe o ni awọn protons 3 nikan.
Ati pe eyi ni nkan nipa litiumu - o fẹ gaan lati yọ elekitironi ita rẹ kuro. Bi ogbon fe lati. O jẹ iru riru ni ọna yẹn. Ṣe o mọ awọn fidio wọnyẹn ti awọn eniyan ti n ju iṣuu soda sinu omi ati pe o jẹ ki o mu ina? Lithium ṣe iyẹn ṣugbọn SIWAJU. Mo ti wo ẹnikan ti o ju chunk kan ti irin litiumu sinu garawa omi ni ẹẹkan ni ifihan ailewu ni ọdun 2011 (tabi 2012?) Ati pe o jẹ nitootọ iru ẹru bi o ṣe yarayara. Awọn garawa yo o.
Duro rara, garawa naa ko yo. Omi sè ati litiumu mu ina lori dada. Awọn garawa wà itanran. Iranti mi jẹ nik.
Lonakona ojuami ni: funfun litiumu irin lewu. Idi niyi ti awọn batiri lithium ode oni{1} Tẹlẹ litiumu oxidized. Fọọmu Li + naa. Ọna diẹ sii iduroṣinṣin.
Foliteji ti o gba wa ni ayika 3.6-3.7V fun sẹẹli ti o jẹ bojumu. Dara ju ipilẹ (1.5V) tabi NiMH (1.2V). O tumọ si pe o nilo awọn sẹẹli diẹ lati kọlu foliteji ibi-afẹde rẹ. Ti o ni idi rẹ batiri laptop ni awọn sẹẹli 6 dipo bi 15.
Paapaa - ati pe emi yẹ ki o ti mẹnuba - lithium akọkọ yii jẹ Imọlẹ. Kẹta lightest ano. Nitorinaa o gba iwuwo agbara giga laisi iwuwo were. Ìdí nìyí tí àwọn EVs fi ń lo lithium{5}} ion kìí sìí ṣe òjé-acid. Batiri acid - pẹlu agbara kanna yoo ṣe iwuwo gangan ni igba 5-6 diẹ sii. Tesla rẹ yoo nilo orita lati yi batiri pada.
Awọn paati gangan (fidi eyi gba imọ-ẹrọ)
Anode (ẹgbẹ odi):
Nigbagbogbo lẹẹdi. Bẹẹni, nkan kanna ti o wa ninu awọn ikọwe, ayafi ọna ti o mọ julọ ati ti a ṣe ilana ti o yatọ.
Graphite ni apẹrẹ kristali ti o siwa yii - Fojuinu kan deki ti awọn kaadi ni ipele atomiki. Awọn ipele ti wa ni papọ nipasẹ awọn ologun van der Waals alailagbara (kemistri ile-iwe giga ti n pada wa lati de ọdọ rẹ). Litiumu ions le isokuso laarin awọn wọnyi fẹlẹfẹlẹ ati ki o kan... idorikodo jade nibẹ. Oro imọ-ẹrọ jẹ "intercaation" ṣugbọn Mo ro pe o dabi awọn ọkọ ayọkẹlẹ ti o pa mọto sinu gareji itan-ọpọlọpọ{{5}.
Agbara ti o pọju imọ-jinlẹ jẹ 372 milliamp{1}}wakati fun giramu kan. Aye gidi{3} o gba 340-360 mAh/g ti iṣelọpọ ko ba mu. Mo ti rii awọn sẹẹli lati ọdọ diẹ ninu awọn aṣelọpọ Kannada ti o le kọlu 310 mAh / g. Ko lilọ lati lorukọ awọn orukọ ṣugbọn ti o ba tunto awọn lẹta ni "BYD" o gba... o dara Mo n sọ awọn orukọ. Awọn sẹẹli ibẹrẹ wọn jẹ inira. Wọn ti ni ọna ti o dara julọ lati bii ọdun 2018 botilẹjẹpe.
Bayi gbogbo eniyan n tẹsiwaju sọrọ nipa awọn anodes silikoni nitori ohun alumọni le ni imọ-jinlẹ mu 10x litiumu diẹ sii ju lẹẹdi lọ. Dun iyanu ọtun? 3700+ mAh/g agbara imọ-jinlẹ.
Iṣoro naa - ati pe eyi ni iṣoro ti “o fẹrẹ yanju” lati igba ti mo ti bẹrẹ ni ile-iṣẹ yii - ni pe silikoni gbooro nipa bii 300% nigbati o ba tan. Awọn patikulu gangan kiraki yato si. Fojuinu inflating a alafẹfẹ inu kan nja Àkọsílẹ. Nkankan ko ni rọ, o kan fọ.
Tesla nlo diẹ ninu awọn ohun alumọni bayi, adalu pẹlu graphite. Boya 5-10% silikoni? Mo gbọ pe o jẹ 8% ṣugbọn Mo le jẹ aṣiṣe. Ojuami ni o jẹ kekere kan iye. Awọn anodes ohun alumọni mimọ ko tun ṣetan laibikita ohun ti gbogbo ibẹrẹ ká Series A ipolowo deki nperare.
Cathode (ẹgbẹ rere):
Oh ọmọkunrin. Eyi ni ibiti o ti jẹ idoti nitori pe o wa bi awọn kemistri cathode oriṣiriṣi 6 ati pe gbogbo eniyan ni awọn ero nipa eyiti o dara julọ ati pe gbogbo wọn jẹ aṣiṣe nitori pe o da lori ohun elo rẹ.
Atilẹba lati ọdọ Sony ni ọdun 1991 jẹ lithium cobalt oxide - LiCoO₂. A pe ni "LCO" fun kukuru. Ìwọ̀n agbára dáradára - 150-200 mAh/g da lori ẹni tó ṣe. Ṣugbọn iduroṣinṣin igbona jẹ ẹru. Ti o ba gba agbara ju tabi ti o gbona ju, eto gara tu atẹgun silẹ. Atẹgun + elekitiroli eleto + ooru=ọjọ buburu. Boya foonu rẹ lo LCO botilẹjẹpe awọn foonu ko nilo lati ṣiṣe fun ọdun 10 ati pe iwọ ko yara{13}} gbigba agbara wọn ni 10C.
Lẹhinna NMC wa - nickel manganese cobalt oxide. Eleyi jẹ ohun ti julọ EVs lo bayi. Ipin ti nickel si manganese si koluboti n yipada. Bibẹrẹ bi 1: 1: 1 (awọn ẹya dogba). Lẹhinna awọn aṣelọpọ gbe lọ si 5: 3: 2. Lẹhinna 6:2:2. Bayi a wa ni bii 8:1:1 tabi paapaa 9:0.5:0.5 ninu diẹ ninu awọn sẹẹli ipari{20}.
Kini idi ti iyipada naa? Cobalt jẹ gbowolori. Bi gan gbowolori. Paapaa julọ koluboti wa lati DRC (Democratic Republic of Congo) ati ipo iwakusa ti o wa nibẹ ... idiju. Iṣẹ ọmọ, awọn ipo ailewu, gbogbo idotin. Nitorina gbogbo eniyan n gbiyanju lati lo kere kobalt.
Nickel diẹ sii=agbara diẹ sii ṣugbọn iduroṣinṣin igbona kere si. Manganese diẹ sii=din owo ati iduroṣinṣin diẹ sii ṣugbọn o kere si agbara. Kobalti diẹ sii=iduroṣinṣin diẹ sii ati igbesi aye gigun to dara julọ ṣugbọn $$$ ati awọn ọran iṣe.
O ma n ṣowo nigbagbogbo{0}. Nigbagbogbo. Mo ti ni ọpọlọpọ awọn ariyanjiyan pẹlu awọn alakoso ọja nipa eyi. Wọn fẹ iwuwo agbara giga ATI igbesi aye gigun ati idiyele kekere ATI ailewu to dara. O le yan boya meji. Boya.
NCA tun wa - nickel kobalt aluminiomu. Tesla lo eyi fun awọn ọdun ninu awọn akopọ ibiti o gun{2}. Panasonic ṣe wọn ni gigafactory Nevada. Mo ṣabẹwo si ile-iṣẹ batiri ti o yatọ ni ẹẹkan {{5} kii ṣe iyẹn, ṣugbọn ohun elo oludije kan - ati pe yara gbigbẹ nikan jẹ were. O ṣeeṣe ki eto mimu afẹfẹ jẹ ${8}} miliọnu. Ohun gbogbo ni lati wa ni isalẹ -40 iwọn ìri tabi iyọ electrolyte fa ọrinrin ati ṣẹda hydrofluoric acid. HF yoo jẹ nipasẹ ohunkohun. Gilasi, irin, egungun. Awọn nkan ti o buruju.
Oh ati LFP - irin lithium fosifeti. Eyi n ṣe ipadabọ. O jẹ ailewu, din owo fun kWh, o si duro pẹ. Mo ti gbọ ti awọn sẹẹli LFP n ṣe awọn yiyi 5000+ si agbara 80%. Boya paapaa 6000. Isalẹ jẹ iwuwo agbara kekere - nikan bi 120-140 mAh/g vs 180-200 fun NMC.
Tesla bẹrẹ fifi LFP sinu Iwọn Iwọn Iwọn Iwọn Iwọn wọn 3s ni ayika 2021. Ọja Kannada ni akọkọ wọn. O ni oye - CATL jẹ olupese LFP ti o tobi julọ ati pe wọn wa ni Ilu China.
Diẹ ninu awọn eniyan kerora nipa pipadanu ibiti LFP ni oju ojo tutu. O buru ju NMC lọ. Ṣugbọn awọn sẹẹli naa din owo wọn si pẹ diẹ nitoribẹẹ fun ọpọlọpọ awọn ohun elo o tọsi iṣowo naa{2}. Emi yoo mu idii LFP kan fun ọkọ ayọkẹlẹ ilu kan. Fun irin-ajo gigun -ọkọ oju-ọna opopona boya kii ṣe.
Elekitiroti:
Eyi ni omi ti o wa ni arin. O ṣe awọn ions ṣugbọn kii ṣe awọn elekitironi, eyiti o ṣe pataki nitori ti o ba ṣe awọn elekitironi iwọ yoo kan ni Circuit kukuru kan.
Nigbagbogbo o jẹ lithium hexafluorophosphate - LiPF₆ - ti a tuka sinu awọn nkan ti o wa ni erupẹ Organic. Awọn olomi jẹ apapọ apapọ ethylene carbonate (EC) ati dimethyl carbonate (DMC) tabi diethyl carbonate (DEC).
Eyi ni alaye isokuso: EC ti lagbara ni iwọn otutu yara. Ojuami yo wa ni ayika iwọn 36. Nitorinaa EC mimọ yoo di ni igba otutu. Ti o ni idi ti o illa o pẹlu DMC tabi DEC eyi ti o wa omi si isalẹ lati fẹ -70 ìyí tabi ohunkohun ti. Awọn adalu duro omi ni reasonable awọn ipo.
Tun Organic carbonates ni o wa flammable. Kii ṣe petirolu - ipele ti o le jo ṣugbọn o le jona ni pato. Mo rii idanwo ilaluja eekanna ni ẹẹkan nibiti a ti mọọmọ wakọ eekanna nipasẹ sẹẹli ti o gba agbara ni kikun. O ti tu gaasi akọkọ - ohun yiyo - lẹhinna ina ta iho iho. Ti de bi awọn mita 2 ga. Gbogbo sẹẹli naa ni boya iwọn 800 ti o da lori aworan kamẹra gbona.
Iyẹn jẹ idanwo iṣakoso pẹlu idinku ina ati ohun gbogbo. Si tun idẹruba tilẹ.
Iyọ LiPF₆ jẹ hygroscopic bi apaadi. Nifẹ omi. Ti o ba tutu o yoo hydrolyzes sinu HF. Ti o ni idi ti iṣelọpọ batiri ṣẹlẹ ni awọn yara ti o gbẹ pupọju. Mo n sọrọ ojuami ìri ti -40 ìyí tabi isalẹ. Eto itusilẹ jẹ igbagbogbo ọkan ninu awọn onibara agbara ti o tobi julọ ni ile-iṣẹ sẹẹli kan.
Mo ṣabẹwo si ile-iṣẹ kan ni ẹẹkan nibiti yara gbigbẹ ti gbẹ ti o dun lati simi. Imu rẹ yoo gbẹ laarin awọn iṣẹju. Gbogbo eniyan ti n ṣiṣẹ nibẹ ni lati lo sokiri iyọ nigbagbogbo. Ko kan dídùn iṣẹ ayika.
Oluyapa:
Awọn paati gbagbe. O kan jẹ awo awọ polima tinrin ṣugbọn o ṣe pataki.
Nigbagbogbo polypropylene (PP) tabi polyethylene (PE). Nigba miiran trilayer pẹlu PP -PE{2}}PP. Sisanra jẹ deede 20-25 microns. Tinrin niyen. Tinrin ju irun eniyan lọ (70-100 microns).
O ni awọn pores airi - bii iwọn ila opin nanometer 100 - ti o jẹ ki awọn ions kọja kọja ṣugbọn dina awọn elekitironi. Bakannaa o ntọju awọn anode ati cathode ti ara niya. Ti wọn ba kan=agbegbe kukuru=awọn ohun buburu n ṣẹlẹ ni iyara.
Ṣe o ranti awọn ina Samusongi Agbaaiye Akọsilẹ 7? 2016. Ti o wà gba nitori separator bibajẹ. Samusongi ṣe apẹrẹ batiri naa ni ibinu pupọ. Tinrin ju, aba ti ju, ko si ifarada fun imugboroosi. Diẹ ninu awọn sẹẹli ti tẹ oluyapa pupọ ni igun kan. Ailagbara iranran ni idagbasoke. Níkẹyìn ni a pinhole. Ti abẹnu kukuru. Gbona sá lọ. Ina.
Wọn ranti awọn foonu 2.5 milionu. Ti gbesele lati awọn ọkọ ofurufu. Na Samsung ọkẹ àìmọye. Gbogbo nitori nkan ti ṣiṣu tinrin ju iwe lọ.
Mo ni ero nipa ibinu oniru batiri. Awọn oluṣelọpọ tẹsiwaju titari si tinrin ati fẹẹrẹfẹ lati bori idije naa. Ṣugbọn opin wa. Fisiksi ko bikita nipa iṣeto ifilọlẹ ọja rẹ.
Bii o ṣe n ṣiṣẹ gangan (apakan ti gbogbo eniyan fo)
Gbigba agbara:
O pulọọgi sinu foonu rẹ. Ṣaja fi agbara mu awọn elekitironi sinu anode ati fa wọn lati cathode. Eyi jẹ ki cathode tu awọn ions litiumu silẹ. Awọn ions rin nipasẹ awọn electrolyte si anode. Wọn gba intercalated sinu graphite be.
Ronu nipa rẹ bi compressing orisun omi kan. Awọn ions lithium ko fẹ lati wa ninu anode nipa ti ara {{1} wọn wa ni iduroṣinṣin diẹ sii ninu cathode. Ṣugbọn o n fi ipa mu wọn wa nibẹ nipa lilo foliteji. Agbara ti a fipamọ.
Gbigba agbara:
O yọọ kuro ki o lo foonu rẹ. Awọn idasilẹ orisun omi. Awọn ions litiumu ṣan pada si cathode nipasẹ elekitiroti. Awọn elekitironi nṣan nipasẹ Circuit foonu rẹ lati anode si cathode. Ti itanna sisan agbara ẹrọ rẹ.
Foliteji da lori kemistri ati ipo idiyele. Fun NMC tabi NCA:
Ti gba agbara ni kikun: ~ 4.2V
Orukọ: ~3.7V
Ti gbejade ni kikun: ~ 3.0V
Maṣe lọ si isalẹ 3.0V tabi o bẹrẹ fifi irin lithium silẹ eyiti o lewu. Maṣe lọ loke 4.2V tabi o ṣe eewu salọ igbona. Ti o ni idi ti batiri isakoso awọn ọna šiše (BMS) wa. Wọn ṣe atẹle foliteji ati iwọn otutu ati lọwọlọwọ ati ku awọn nkan silẹ ti ohunkohun ba dabi aṣiṣe.
Apẹrẹ BMS ti o dara jẹ lile. Gan lile. O nilo awọn akoko idahun iyara, awọn sensọ deede, awọn sọwedowo ailewu laiṣe. BMS olowo poku jẹ ọkan ninu awọn ọna ti o yara ju lati yi batiri to dara si eewu ina.
Awọn iṣoro naa (Oh eniyan nibẹ ni ọpọlọpọ awọn iṣoro)
Isoro 1: Idibajẹ jẹ eyiti ko ṣeeṣe
Gbogbo idiyele - iyika itusilẹ ba batiri jẹ. Ko yẹ. Thermodynamics.
Nkan yii wa ti a npe ni Layer SEI - ikankan elekitiroti interphase ti o lagbara - ti o farahan lori oju anode. O jẹ dandan fun batiri lati ṣiṣẹ. Ṣugbọn o tẹsiwaju lati dagba ni akoko pupọ ati n gba litiumu lọwọ. Lẹhin awọn iyipo 500 o le ni agbara 90% sosi. Lẹhin 1000 boya 80%. Lẹhin 2000 ... da.
Mo ni MacBook lati 2015 ti o tun fihan 78% ilera batiri. Mo ṣe ọmọ bi o tilẹ jẹ pe {{3} ko ṣọwọn jẹ ki o lọ ni isalẹ 40%, jẹ ki o ṣafọ sinu rẹ nigbati o ṣee ṣe, maṣe gba agbara ninu ọkọ ayọkẹlẹ gbigbona. Iyawo mi ni MacBook 2018 ti o wa ni ilera 62% nitori pe o nṣiṣẹ ni lile. Yiyi ni kikun lojoojumọ, fi silẹ ni gbigba agbara ni alẹ, lo lori itan rẹ nigba ti o gbona. Bii o ṣe tọju batiri jẹ pataki pupọ.
Awọn cathode degrades ju. NMC giga{1} nickel buru ni pataki. Loke 4.3V dada cathode bẹrẹ fesi pẹlu elekitiroti. Awọn ions irin iyipada (nickel, manganese, koluboti) le tu ati ki o lọ si anode nibiti wọn ti ba SEI jẹ. Nibẹ ni tun nkan yi ti a npe ni cathode densification ibi ti gara be laiyara compacts ati ki o padanu porosity.
Ko le ṣe idiwọ eyi gaan. Kemistri nikan ni. Entropy nigbagbogbo AamiEye .
Isoro 2: Iwọn otutu ba ohun gbogbo jẹ
Ni isalẹ iwọn 0 electrolyte n ni viscous bi oyin tutu. Ion irinna fa fifalẹ. O padanu boya 20 - 30% agbara ni -10 iwọn . Paapaa ti o buruju, ti o ba gbiyanju lati gba agbara si batiri tutu kan, iwọ yoo ṣe awo litiumu ti fadaka lori anode dipo intercarating rẹ. Ti o ṣẹda dendrites - abẹrẹ-bi awọn ẹya ti litiumu irin ti o le dagba ki o si gun awọn separator. Ti abẹnu kukuru. Ina.
Ju iwọn 40-45 lọ, gbogbo awọn aati ibajẹ jẹ iyara. Ofin ti atanpako: gbogbo 10 ìyí ilosoke ilọpo meji awọn lenu oṣuwọn. Nitorinaa batiri ni iwọn 45 dinku nipa 4x yiyara ju iwọn 25 lọ.
Mo n gbe ni Texas. Awọn iwọn otutu igba ooru kọlu iwọn 100 F+ (iwọn 38 +). Mo ti rii awọn batiri EV ti o padanu agbara 15% ni ọdun 3 nikan lati ifihan ooru. Nibayi EVs ni Minnesota ko dinku ni igba ooru - ṣugbọn padanu iwọn ni igba otutu nitori otutu. Ko le bori.
Iwọn otutu iṣẹ ti o dara julọ jẹ iwọn 20-25. Orire ti o dara lati ṣetọju iyẹn ni agbaye gidi.
Isoro 3: Gbigba agbara yara jẹ iṣoro inherently
Gbogbo eniyan nfe gbigba agbara EV iṣẹju 10{3} bi ibudo epo. Ṣugbọn titari agbara nla nipasẹ batiri n ṣe ina ooru. Awọn adanu I²R – ilodisi awọn akoko onigun mẹrin lọwọlọwọ. Awọn resistance jẹ kekere sugbon ko odo. Ni gbigba agbara 250kW o n pese ooru pataki.
Paapaa gbigba agbara iyara n tẹnumọ awọn ohun elo elekiturodu ni ọna ẹrọ. Fi agbara mu awọn ions lati gbe ni iyara nipasẹ eto naa. O le fa fifun ati fifọ patiku lori akoko.
Tesla Superchargers (V3) le ṣe 250kW tente oke. Sugbon ti won taper isalẹ sare. Boya 250kW fun iṣẹju 5, lẹhinna 150kW, lẹhinna 100kW, lẹhinna 50kW. Iyẹn ni BMS n daabobo awọn sẹẹli naa.
Awọn ọna 800V tuntun lati Porsche ati Hyundai le ṣe 350kW. Sugbon nikan ni soki. Fisiksi jẹ fisiksi.
Iwadi wa ni iyara - gbigba agbara -awọn apẹrẹ elekitirodu ti o dara julọ. Awọn amọna ti o kere ju, awọn patikulu ti o kere ju, awọn aṣọ ti o dara julọ. O ṣe iranlọwọ. Ṣugbọn o ko le ṣe iyanjẹ thermodynamics.
Isoro 4: Ina
Batiri litiumu{0} ion ki i jona nigbagbogbo. Ọna ti o kere ju awọn ọkọ ayọkẹlẹ petirolu. Sugbon nigba ti won se o ìgbésẹ.
Gbona sá lọ. Ni kete ti sẹẹli ba de iwọn otutu to ṣe pataki - yatọ nipasẹ kemistri, boya 150{3}}200 iwọn – awọn aati exothermic bẹrẹ. SEI decomposes. Separator yo. Electrolyte õwo. Cathode tu atẹgun silẹ. Iṣe kọọkan n mu ooru jade eyiti o nfa awọn aati diẹ sii. Rere esi lupu.
O ko le pa a pẹlu omi bi ina deede. Mo tumọ si pe o le da omi silẹ lori rẹ lati tutu ṣugbọn sẹẹli naa ntọju ooru ni inu. Ina apa korira EV ina. Gba awọn wakati lati fi jade. Le jọba nigbamii.
Awọn sẹẹli ode oni ni awọn ẹya aabo botilẹjẹpe. Tiipa awọn oluyatọ ti o sunmọ nigbati o ba gbona. Awọn atẹgun titẹ. Awọn idilọwọ lọwọlọwọ. Gbona fuses. Pẹlupẹlu BMS n wo ohun gbogbo.
Si tun ṣẹlẹ ma tilẹ. Ṣe awọn iroyin ni gbogbo igba botilẹjẹpe awọn EV iṣiro jẹ ailewu ju awọn ọkọ ayọkẹlẹ gaasi lọ. PR isoro.
Isoro 5: Cobalt ethics
70% ti koluboti wa lati DRC. Pupọ ti o lati awọn maini artisanal pẹlu awọn ipo iṣẹ buburu. Awọn ijabọ iṣẹ ọmọde. Ipalara ayika. O jẹ idotin.
Gbogbo eniyan n gbiyanju lati lo kere kobalt. NMC ti o ga{1} nickel nlo diẹ pupọ. LFP nlo odo. Ṣugbọn koluboti ṣe iduroṣinṣin igbekalẹ cathode. Laisi rẹ o nilo iṣakoso igbona to dara julọ ati awọn opin foliteji ti o muna.
Awọn idiyele koluboti tun jẹ aṣiwere. Labẹ $30k/ton ni 2016. Spiked to $90k+ ni 2018. jamba si $25k ni 2020. Bayi ni ayika $35k/ton. Bawo ni o ṣe gbero iṣelọpọ nigbati idiyele ohun elo aise rẹ n yipada 3x?
Isoro 6: Idarudapọ pq ipese
Awọn idiyele litiumu lọ eso patapata ni 2021-2022. $6k/ton ni 2020. Peaked bi $80k/ton ni ipari 2022. Ti ja si $12k/ton ni 2024. Bayi ni ayika $15k/ton ni 2025.
Pupọ julọ litiumu wa lati Ọstrelia (iwakusa apata lile) tabi South America (iyọ iyọ kuro ninu awọn ile iyọ ni Chile/Argentina/Bolivia - “igun mẹta lithium”). Sugbon julọ processing ṣẹlẹ ni China. Bii 75% ti agbara isọdọtun litiumu agbaye.
Ilu Ṣaina tun n ṣakoso iṣelọpọ batiri - 75% ti iṣelọpọ sẹẹli agbaye. Ati 90% ti awọn ohun elo anode (sisẹ lẹẹdi).
Eyi ni idi ti AMẸRIKA ati Yuroopu n pariwo lati kọ awọn ẹwọn ipese ile. Sugbon o lọra. O gba awọn ọdun lati kọ gigafactory kan. O gba to gun lati kọ pq ipese oke.
Batiri - lithium yẹ ki o jẹ mimọ. Kere ju 0.01% awọn aimọ. Ipele isọdọtun yẹn kii ṣe olowo poku tabi yara.
Kini idi ti a fi di pẹlu lithium{0}}ion (fun ni bayi)
Pelu ohun gbogbo ti Mo kan nkùn si, lithium{0}}ion tun jẹ aṣayan ti o dara julọ ni iwọn iṣowo.
Agbara iwuwo: 250-300 Wh / kg ni ipele sẹẹli. Boya 160-180 Wh/kg ni ipele idii lẹhin fifi itutu agbaiye ati eto ati BMS kun. Iyẹn ti to fun 300+ mile EVs laisi iwuwo ẹgan.
Fiwera:
Olori -acid: 30-50 Wh/kg (wuwo bi fokii)
NiMH: 60-120 Wh/kg (kini Prius lo)
NiCd: 40-60 Wh/kg (tun majele, ti a yọkuro pupọ julọ)
Ṣiṣejade ti dagba. Dosinni ti awọn olupese. Awọn ile-iṣẹ giga giga pupọ. Awọn ẹwọn ipese ti iṣeto. Aje ti asekale.
Tesla's Nevada gigafactory fojusi 35 GWh / ọdun. Iyẹn to fun 500k+ EVs. CATL ni Ilu China ṣe paapaa diẹ sii {{5} Mo ro pe 200+ GWh fun ọdun kan? Boya 300? Mo ni lati ṣayẹwo.
Gbogbo awọn amayederun dawọle lithium{0} ion paapaa. Awọn iṣedede gbigba agbara (CCS, NACS, CHAdeMO). BMS aligoridimu. Awọn ilana aabo. Atunlo lakọkọ. Ko le ṣe paarọ ni kemistri ti o yatọ laisi atunto ohun gbogbo.
Kini o le rọpo rẹ nikẹhin
Awọn batiri ipinle {{0} ri to:Rọpo electrolyte olomi pẹlu seramiki to lagbara tabi gilasi tabi ohun elo sulfide. Awọn anfani: ko si jijo, kere si ewu ina, boya lo litiumu irin anodes fun ti o ga agbara iwuwo.
QuantumScape, Solid Power, Toyota, Samsung - gbogbo eniyan n ṣiṣẹ lori rẹ. QuantumScape beere 800 Wh/kg ninu awọn sẹẹli laabu pẹlu awọn iyipo 800+. Iwunilori ti o ba jẹ otitọ.
Awọn iṣoro: Idaabobo wiwo laarin awọn elekitiroti to lagbara ati awọn amọna. Gidigidi lati ṣetọju olubasọrọ to dara lori ẹgbẹẹgbẹrun awọn iyipo bi awọn ohun elo ṣe faagun / adehun. Pupọ julọ awọn elekitiroti ti o lagbara jẹ brittle - dendrites le la nipasẹ wọn. Ṣiṣejade ni iwọn jẹ patapata unproven.
Mo ṣiyemeji a yoo rii eyi ni awọn ọkọ ayọkẹlẹ akọkọ ṣaaju ọdun 2030. Boya 2028 ti ẹnikan ba ni aṣeyọri. Sugbon jasi nigbamii. Mo ti gbọ "ipo to lagbara{4} ni ọdun 5 kuro" fun ọdun 10 sẹhin.
Lithium{0}sulfur:Iwọn agbara imọ-jinlẹ ti 2600 Wh/kg. Efin jẹ olowo poku ati lọpọlọpọ.
Isoro: polysulfide akero ipa. Awọn ọja agbedemeji tu ni elekitiroti nfa ipare agbara iyara. Lẹhin awọn akoko 50 batiri naa jẹ tositi.
Eyi ti “fere yanju” fun ọdun 20+. Ko si nibẹ.
Sodium{0} ion:Lootọ n ṣẹlẹ ni bayi. CATL bẹrẹ iṣelọpọ ni ọdun 2023. BYD n ṣiṣẹ lori rẹ.
Iṣuu soda wa nibi gbogbo (omi okun). Ọna din owo ju litiumu. Le lo iru ẹrọ iṣelọpọ.
Ṣugbọn iwuwo agbara dinku: 150-160 Wh/kg vs 250-300 fun lithium-ion.
Mu ki ori fun adaduro ipamọ ati isuna EVs. Ko rọpo lithium{1} ion ni awọn ọja Ere nigbakugba laipẹ.
Awọn anodes irin litiumu:Lo irin litiumu dipo graphite. Jeki omi elekitiroti. Le lu 400-500 Wh/kg ni ipele sẹẹli.
Isoro Dendrite tẹsiwaju. Gbogbo eniyan ni ojutu ti ara wọn - awọn aṣọ ibora, awọn afikun elekitiroti, ati bẹbẹ lọ. A yoo rii tani ṣaṣeyọri akọkọ.
Oh atilitiumu polima batiri- yẹ ki o mẹnuba wọn. Wọn lo jeli tabi elekitiriki polima to lagbara dipo omi. Tinrin, fẹẹrẹfẹ, awọn apẹrẹ rọ diẹ sii. Awọn agbekọri alailowaya rẹ jasi ọkan. Ni aabo diẹ ju omi lọ ṣugbọn iwuwo agbara jẹ nipa kanna. O tun jẹ imọ-ẹrọ lithium{6}, o kan ṣajọ lọtọ. Tita awọn apa ife pipe wọn "LiPo" bi o ni diẹ ninu awọn rogbodiyan ohun. Kii ṣe.
