Ana kiran batir lithium-ion baturi “nau’in kujera mai girgiza”. Abubuwan ions da aka caje suna motsawa tsakanin ingantattun na’urori masu kyau da mara kyau don gane canja wurin caji da samar da wuta zuwa da’irori na waje ko caji daga tushen wutar lantarki na waje.

A lokacin ƙayyadaddun tsari na caji, ana amfani da wutar lantarki na waje zuwa sanduna biyu na baturin, kuma ana fitar da ions lithium daga ingantaccen kayan lantarki kuma su shiga cikin electrolyte. A lokaci guda kuma, wuce gona da iri na electrons suna wucewa ta wurin mai karɓar mai karɓa na yanzu kuma suna matsawa zuwa madaidaicin lantarki ta hanyar kewayen waje; ions lithium suna cikin electrolyte. Yana motsawa daga ingantacciyar wutar lantarki zuwa wutar lantarki mara kyau, yana wucewa ta diaphragm zuwa wutar lantarki mara kyau; Fim ɗin SEI da ke wucewa ta fuskar wutar lantarki mara kyau an saka shi a cikin tsarin ƙirar graphite na ƙarancin wutar lantarki kuma yana haɗuwa da electrons.

A duk lokacin aikin ions da electrons, tsarin baturi wanda ke shafar canja wurin caji, ko na lantarki ko na zahiri, zai shafi aikin caji mai sauri.

Bukatun caji mai sauri don duk sassan baturin

Dangane da baturi, idan kana son inganta aikin wutar lantarki, dole ne ka yi aiki tuƙuru a kowane fanni na baturin, gami da tabbataccen lantarki, rashin wutar lantarki, electrolyte, mai rarrabawa, da ƙirar tsarin.

tabbatacce lantarki

A zahiri, kusan kowane nau’in kayan cathode ana iya amfani dashi don yin batura masu sauri. Muhimmin kaddarorin da za a ba da garantin sun haɗa da haɓakawa (rage juriya na ciki), watsawa (tabbatar da motsin motsi), rayuwa (kada ku bayyana), da aminci (kada ku bayyana) babba don rage halayen gefe da kuma hidimar aminci).

Tabbas, matsalolin da za a warware don kowane takamaiman abu na iya zama daban-daban, amma kayanmu na cathode na yau da kullun na iya biyan waɗannan buƙatu ta hanyar haɓakawa da yawa, amma kayan daban-daban kuma sun bambanta:

A. Lithium baƙin ƙarfe phosphate na iya zama mafi mayar da hankali a kan warware matsalolin conductivity da ƙananan zafin jiki. Gudanar da shafi na carbon, matsakaici nanoization (lura cewa yana da matsakaici, ba shakka ba mai sauƙi ba ne cewa mafi kyawun mafi kyau), da kuma samuwar ion conductors a saman ɓangarorin sune mafi yawan dabarun da aka saba.

B. The ternary abu da kanta yana da in mun gwada da kyau lantarki watsin, amma reactivity ne ma high, don haka ternary kayan da wuya aiwatar da nano-sikelin aiki (nano-ization ba panacea-kamar maganin rigakafi ga inganta kayan aiki, musamman a cikin nano-sikelin). filin baturi Akwai wasu lokuta da yawa anti-amfani a kasar Sin), kuma an fi mai da hankali sosai ga aminci da murkushe halayen gefe (tare da electrolyte). Bayan haka, rayuwar kayan aiki na yanzu tana cikin aminci, kuma haɗarin amincin baturi na baya-bayan nan ma sun faru akai-akai. Sanya manyan buƙatu.

C. Lithium manganate ya fi muhimmanci ta fuskar rayuwar sabis. Hakanan akwai batura masu saurin cajin manganate na lithium da yawa akan kasuwa.

mummunan lantarki

Lokacin da aka yi cajin baturi na lithium-ion, lithium yana ƙaura zuwa gurɓataccen lantarki. Ƙarfin ƙarfin da ya wuce kima wanda aka haifar ta hanyar caji mai sauri da babban halin yanzu zai haifar da mummunan ƙarfin lantarki ya zama mafi mummunan. A wannan lokacin, matsa lamba na gurɓataccen lantarki don karɓar lithium da sauri zai ƙaru, kuma yanayin samar da lithium dendrites zai ƙaru. Saboda haka, mummunan lantarki dole ne ba kawai gamsar da yaduwar lithium yayin caji mai sauri ba. Bukatun motsin motsi na baturin lithium ion dole ne su magance matsalar tsaro da ke haifar da haɓakar ɗabi’ar lithium dendrites. Don haka, mahimmancin wahalar fasaha na babban caji mai sauri shine shigar da ions lithium a cikin gurɓataccen lantarki.

A. A halin yanzu, rinjaye korau electrode abu a kasuwa har yanzu graphite ne (lissafin kusan 90% na kasuwar rabo). Dalili na asali yana da arha, kuma cikakken aikin sarrafawa da yawan kuzarin graphite yana da ingantacciyar inganci, tare da ƙarancin gazawa. . Hakika, akwai kuma matsaloli tare da graphite korau electrode. Filayen yana da ɗan damuwa ga electrolyte, kuma halayen haɗin gwiwar lithium yana da ƙaƙƙarfan shugabanci. Sabili da haka, yana da mahimmanci a yi aiki tuƙuru don haɓaka tsarin kwanciyar hankali na saman graphite da haɓaka yaduwar ion lithium akan ƙasa. hanya.

B. Hard carbon da taushi carbon kayan sun kuma ga mai yawa ci gaba a cikin ‘yan shekarun nan: m carbon kayan da high lithium shigar yuwuwar da kuma da micropores a cikin kayan, don haka dauki motsin rai ne mai kyau; da kuma taushi carbon kayan suna da kyau jituwa tare da electrolyte, MCMB The kayan ma sosai wakilci, amma wuya da taushi carbon kayan ne kullum low a yadda ya dace da kuma high a farashi (kuma tunanin cewa graphite ne guda cheap, Ina jin tsoron cewa shi ne ba. mai bege daga mahangar masana’antu), don haka yawan amfanin da ake amfani da shi na yanzu bai kai graphite ba, kuma ana amfani da shi a wasu fannonin Akan baturi.

C. Yaya game da lithium titanate? Don sanya shi a taƙaice: fa’idodin lithium titanate shine babban ƙarfin ƙarfi, mafi aminci, da rashin lahani. Yawan makamashi yana da ƙasa sosai, kuma farashin yana da girma idan aka ƙidaya ta Wh. Saboda haka, ra’ayi na lithium titanate baturi fasaha ce mai amfani tare da fa’ida a cikin takamaiman lokuta, amma bai dace da lokatai da yawa waɗanda ke buƙatar tsada mai tsada da kewayon balaguro ba.

D. Silicon anode kayan abu ne mai mahimmancin jagorar ci gaba, kuma sabon baturin 18650 na Panasonic ya fara tsarin kasuwanci na irin waɗannan kayan. Koyaya, yadda ake samun daidaito tsakanin neman aikin nanometer da babban buƙatun matakan micron na kayan masana’antar baturi har yanzu aiki ne mai wahala.

Diaphragm

Game da nau’in batura, babban aiki na yanzu yana ƙaddamar da buƙatu mafi girma akan amincin su da tsawon rayuwarsu. Ba za a iya kewaya fasahar suturar diaphragm ba. Ana fitar da diaphragms masu rufaffiyar yumbu da sauri saboda tsananin amincinsu da iya cinye ƙazanta a cikin lantarki. Musamman, tasirin inganta amincin batura masu ƙarfi yana da mahimmanci musamman.

Mafi mahimmancin tsarin da ake amfani da shi a halin yanzu don yumburan diaphragms shine suturta barbashi na alumina a saman diaphragms na gargajiya. Hanyar sabuwar hanya ita ce ta shafa ɗigon zaruruwan electrolyte akan diaphragm. Irin waɗannan diaphragms suna da ƙananan juriya na ciki, kuma tasirin tallafin injiniya na diaphragms masu alaka da fiber ya fi kyau. Kyakkyawan, kuma yana da ƙananan hali don toshe ramukan diaphragm yayin sabis.

Bayan rufewa, diaphragm yana da kwanciyar hankali mai kyau. Ko da yanayin zafi yana da girma, ba shi da sauƙi don raguwa da lalacewa da haifar da gajeren kewaye. Jiangsu Qingtao Energy Co., Ltd. goyon bayan fasaha na ƙungiyar bincike Nan Cewen na Makarantar Kayayyaki da Kayayyaki na Jami’ar Tsinghua yana da wakilai a wannan batun. Aiki, ana nuna diaphragm a cikin hoton da ke ƙasa.

Lantarki

Electrolyte yana da babban tasiri akan aikin batura lithium-ion masu saurin caji. Don tabbatar da kwanciyar hankali da amincin baturi a ƙarƙashin caji mai sauri da babban halin yanzu, electrolyte dole ne ya hadu da halaye masu zuwa: A) ba za a iya bazuwa ba, B) babban aiki, da C) ba shi da ƙarfi ga abubuwa masu kyau da mara kyau. Amsa ko narkar da.

Idan kuna son biyan waɗannan buƙatun, maɓalli shine amfani da ƙari da masu amfani da lantarki. Misali, lafiyar batir masu caji mai sauri na ternary yana da matukar tasiri a gare shi, kuma ya zama dole a kara masu zafi daban-daban, masu kare wuta, da abubuwan kara kuzari a kansu don inganta lafiyarsa zuwa wani matsayi. Tsohuwar matsala mai wuyar batirin lithium titanate, zafi mai zafi, shima dole ne a inganta shi ta hanyar aikin lantarki mai zafi mai zafi.

Tsarin tsarin baturi

Dabarun ingantawa na yau da kullun shine nau’in iska mai tarin VS. Na’urorin lantarki na baturin da aka tara sun yi daidai da dangantaka mai kama da juna, kuma nau’in iska yana daidai da haɗin kai. Sabili da haka, juriya na ciki na tsohon ya fi ƙanƙanta kuma ya fi dacewa da nau’in wutar lantarki. lokaci.

Bugu da ƙari, ana iya yin ƙoƙari akan adadin shafuka don magance matsalolin juriya na ciki da zafi mai zafi. Bugu da ƙari, yin amfani da kayan lantarki masu ƙarfi, yin amfani da ƙarin kayan aiki, da kuma rufe ƙananan na’urorin lantarki suma dabarun da za a iya la’akari da su.

A takaice, abubuwan da ke shafar motsin cajin da ke cikin baturi da adadin shigar da ramukan lantarki za su yi tasiri cikin saurin caji na batir lithium-ion.

Bayanin hanyoyin fasahar caji mai sauri don masana’antun na yau da kullun

Zaman Ningde

Game da ingantacciyar wutar lantarki, CATL ta haɓaka fasahar “super electronic network”, wanda ke sa lithium iron phosphate ya sami ingantaccen ƙarfin lantarki; a kan korau electrode graphite surface, da “sauri ion zobe” da fasaha da ake amfani da su gyara graphite, da kuma modified graphite daukan la’akari duka biyu super azumi caji da kuma high Tare da halaye na makamashi yawa, da korau electrode ba ya da wuce kima by- samfurori a lokacin caji mai sauri, don haka yana da ƙarfin cajin sauri na 4-5C, yana fahimtar 10-15 mintuna da sauri da caji da caji, kuma zai iya tabbatar da ƙarfin makamashi na matakin tsarin sama da 70wh / kg, samun nasarar rayuwa na 10,000 Cycle.

Dangane da kula da thermal, tsarin kula da yanayin zafi ya fahimci cikakken “tsawon lokacin caji mai lafiya” na tsayayyen tsarin sinadarai a yanayin zafi daban-daban da SOCs, wanda ke faɗaɗa zafin aiki na batir lithium-ion sosai.

Waterma

Waterma ba ta da kyau sosai kwanan nan, bari mu yi magana game da fasaha. Waterma yana amfani da lithium baƙin ƙarfe phosphate tare da ƙarami girma. A halin yanzu, na kowa lithium baƙin ƙarfe phosphate a kasuwa yana da barbashi girman tsakanin 300 da 600 nm, yayin da Waterma kawai yana amfani da 100 zuwa 300 nm lithium iron phosphate, don haka lithium ions za su sami Da sauri gudun hijira, da girma na yanzu iya zama. caje da sallama. Don tsarin ban da batura, ƙarfafa ƙirar tsarin sarrafa zafi da amincin tsarin.

Ƙarfin Ƙarfi

A cikin farkon kwanaki, Weihong Power ya zaɓi lithium titanate + porous composite carbon tare da kashin baya tsarin da zai iya jure da sauri caji da kuma high halin yanzu a matsayin korau electrode abu; don hana barazanar babban ƙarfin halin yanzu zuwa amincin baturi yayin caji mai sauri, Wutar Weihong Haɗakar da batir mai ƙonewa, babban porosity da fasahar diaphragm mai ƙarfi mai ƙarfi da fasahar ruwa mai sarrafa zafin jiki ta STL, yana iya tabbatar da amincin batirin. lokacin da aka yi cajin baturi da sauri.

A cikin 2017, ta sanar da sabon ƙarni na manyan batura masu ƙarfi, ta yin amfani da ƙarfin ƙarfi da ƙarfi da kayan aikin lithium manganate cathode, tare da ƙarfin kuzari ɗaya na 170wh/kg, da samun saurin caji na mintuna 15. Manufar ita ce yin la’akari da batutuwan rayuwa da aminci.

Zhuhai Yinlong

Lithium titanate anode sananne ne don kewayon yanayin zafi mai faɗin aiki da babban ƙimar caji. Babu cikakkun bayanai akan takamaiman hanyoyin fasaha. Da yake magana da ma’aikatan a wurin baje kolin, an ce cajin sa mai sauri zai iya kaiwa 10C kuma tsawon rayuwar shine sau 20,000.

Makomar fasahar caji mai sauri

Ko fasahar caji da sauri na motocin lantarki shine alkiblar tarihi ko kuma wani lamari na ɗan gajeren lokaci, a zahiri, akwai ra’ayoyi daban-daban a yanzu, kuma babu ƙarshe. A matsayin madadin hanyar magance damuwa ta nisan mil, ana la’akari da shi akan dandamali ɗaya tare da yawan ƙarfin baturi da ƙimar abin hawa gabaɗaya.

Yawan kuzari da aikin caji mai sauri, a cikin baturi ɗaya, ana iya cewa kwatance biyu ne marasa jituwa kuma ba za a iya cimma su a lokaci guda ba. Neman ƙarfin ƙarfin baturi a halin yanzu shine na yau da kullun. Lokacin da ƙarfin ƙarfin ƙarfin ƙarfin ƙarfin baturi na abin hawa yana da girma don hana abin da ake kira “damuwa da damuwa”, za a rage buƙatar aikin cajin baturi; a lokaci guda, idan ƙarfin baturi yana da girma, idan farashin baturi a kowace kilowatt-hour bai isa ba, to ya zama dole? Siyan wutar lantarki na Ding Kemao wanda ya isa “ba damuwa” yana buƙatar masu amfani su zaɓi zaɓi. Idan kuna tunani game da shi, caji mai sauri yana da ƙima. Wani ra’ayi kuma shi ne tsadar wuraren cajin gaggawa, wanda ba shakka yana cikin tsadar al’umma gaba ɗaya don haɓaka wutar lantarki.

Ko ana iya haɓaka fasahar caji mai sauri akan babban sikeli, ƙarfin kuzari da fasahar caji mai sauri waɗanda ke haɓaka cikin sauri, da fasahohin biyu waɗanda ke rage farashi, na iya taka muhimmiyar rawa a nan gaba.