Waa maxay shuruudaha baytariyada lithium-ion oo tayo sare leh? Guud ahaan marka la hadlayo, cimri dheer, cufnaanta tamarta sare, iyo waxqabad ammaan oo la isku halleyn karo ayaa shardi u ah in la cabbiro baytariyada lithium-ion oo tayo sare leh. Beteriyada lithium-ion ayaa hadda loo isticmaalaa dhammaan dhinacyada nolol maalmeedka, laakiin soo saaraha ama calaamaduhu way ka duwan yihiin. Waxaa jira xoogaa kala duwanaansho ah nolosha adeegga iyo waxqabadka badbaadada baytariyada lithium-ion, kuwaas oo si dhow ula xiriira heerarka habka wax soo saarka iyo qalabka wax soo saarka; shuruudaha soo socdaa waa inay ahaadaan shuruudaha lithium-ion oo tayo sare leh;

1. Nolol adeeg dheer

Nolosha batteriga sare waxaa ku jira laba tilmaame: nolosha meertada iyo nolosha kalandarka. Nolosha meertadu waxay ka dhigan tahay in ka dib markii uu batteriga la kulmay tirada wareegyada uu ballanqaaday soo saaraha, awoodda soo hadhay ayaa weli ka weyn ama la mid ah 80%. Nolosha jadwalka taariikhda micnaheedu waa in awoodda harsan aysan ka yaraan doonin 80% muddadii uu soo -saaraha ballanqaaday, iyada oo aan loo eegin haddii la isticmaalay iyo in kale.

Noloshu waa mid ka mid ah tilmaamayaasha muhiimka ah ee baytariyada lithium-ka. Dhinaca kale, ficilka weyn ee beddelka baytariga runtii waa dhib iyo waayo -aragnimada adeegsaduhu ma fiicna; dhanka kale, asal ahaan, noloshu waa arin kharash ah.

Nolosha baytariga lithium-ion waxay la macno tahay in awoodda batarigu uu qudhmo ilaa awoodda magaca (heerkulka qolka ee 25°C, cadaadiska caadiga ah ee jawiga, iyo 70% awoodda batteriga oo la sii daayo 0.2C) ka dib muddada isticmaalka. , iyo nolosha ayaa loo tixgelin karaa inay tahay dhammaadka nolosha. Warshadaha, nolosha wareegga guud ahaan waxaa lagu xisaabiyaa tirada wareegyada baytariyada lithium-ion oo si buuxda loo soo dallacay oo la soo saaray. Inta lagu jiro habka isticmaalka, fal-celin koronto-kimiko ah oo aan dib loo celin karin ayaa ka dhacda gudaha batteriga lithium-ion, taas oo keenaysa hoos u dhac ku yimaada awoodda, sida kala-goynta elektrolytka, deactivation ee walxaha firfircoon, iyo burburka dhismayaasha korantada togan iyo kuwa taban. waxay keentaa hoos u dhac ku yimaada tirada lithium ions intercalation iyo deintercalation. Sug Tijaabooyinku waxay muujinayaan in heerka sare ee dheecaanku uu horseedi doono hoos u dhac degdeg ah ee awoodda. Haddii qulqulka qulqulku yar yahay, korantada batarigu wuxuu u dhowaan doonaa danab dheellitiran, kaas oo sii deyn kara tamar badan.

Nolosha aragtida baytariyada ternary lithium-ion waxay ku dhowdahay 800 wareeg, kaas oo dhexdhexaad ka ah baytariyada lithium-ion-ganacsiyeedka dib loo dallaci karo. Fosfate -ka birta ee lithium waa qiyaastii 2,000 oo wareeg, halka lithium titanate la sheego inuu awoodo inuu gaaro 10,000 wareeg. Waqtigan xaadirka ah, soosaarayaasha baytariyada caadiga ah waxay ballanqaadaan in ka badan 500 jeer (lacag iyo sii dayn marka la eego shuruudaha caadiga ah) qeexitaanka unugyadooda batteriga ternary. Si kastaba ha noqotee, ka dib markii baytariyada lagu ururiyo baakad batari, sababtuna tahay arrimaha joogtaynta, qodobbada ugu muhiimsan ayaa ah danab iyo gudaha Is -caabinku si isku mid ah isku mid uma noqon karo, oo nolosheeda wareeggu waa qiyaastii 400 jeer. Daaqada isticmaalka SOC ee lagu taliyay waa 10% ~ 90%. Ku dallacaadda qoto dheer iyo soo saarista laguma talinayo, haddii kale waxay keeni doontaa dhaawac aan laga soo kaban karin qaabka togan iyo taban ee batteriga. Haddii lagu xisaabiyo qarash gacmeed iyo dheecaan gacmeed, nolosha wareegga waxay noqon doontaa ugu yaraan 1000 jeer. Intaa waxaa dheer, haddii baytariyada lithium-ion si joogto ah looga sii daayo jawi heer sare ah iyo heerkul sare, nolosha batteriga si aad ah ayaa loo dhimi doonaa in ka yar 200 jeer.

2. Dayactirka yar, kharashka isticmaalka hoose

Batteriga laftiisa wuxuu leeyahay qiimo jaban halkii kiilowatt-saac, taas oo ah qiimaha ugu dareen. Marka lagu daro kuwa aan soo sheegnay, isticmaalayaasha, haddii qiimuhu runtii yar yahay waxay ku xiran tahay “kharashka wareegga nolosha oo dhan ee korontada.”

“Qiimaha wareegga nolosha oo dhan ee korontada”, awoodda guud ee batteriga lithium -ka waxaa lagu dhuftaa tirada wareegyada si loo helo wadarta xaddiga awoodda loo adeegsan karo wareegga nolosha buuxda ee batteriga, iyo wadarta qiimaha xirmada batteriga waxaa lagu qeybiyaa lacagtaan si loo helo qiimaha halkii kilowatt ee korontada wareegga nolosha oo dhan.

Qiimaha baytariga ee aan caadiyan ka hadalno, sida 1,500 yuan/kWh, wuxuu ku salaysan yahay kaliya tamarta unugga batteriga cusub. Dhab ahaantii, qiimaha korontada ee halbeegga nolosha waa faa’iidada tooska ah ee macaamilka ugu dambeeya. Natiijada ugu dareenka badan ayaa ah haddii aad iibsato laba baakadood oo batari ah oo leh awood isku mid ah isla qiimaha, mid wuxuu gaari doonaa dhammaadka nolosha kadib 50 jeer oo lacag lagu dallaco oo la soo daayo, kan kalena dib ayaa loo isticmaali karaa kadib 100 jeer oo lacag lagu dallaco oo la soo daayo. Labadan baakadood ee baakadaha ah ayaa lagu arki karaa jaleec ahaan kaas oo jaban.

Si badheedh ah loo dhigo, waa nolol dheer, waarta oo waxay dhimaysaa kharashyada.

Marka lagu daro labada kharash ee kor ku xusan, kharashka dayactirka batteriga waa in sidoo kale la tixgeliyaa. Si fudud u tixgeli qiimaha bilowga ah, dooro unugga dhibaatada, kharashka dayactirka dambe iyo kharashka shaqadu aad buu u sarreeyaa. Marka laga hadlayo dayactirka unugga batteriga laftiisa, waxaa muhiim ah in la tixraaco isu -dheellitirka gacanta. Shaqada sinnaanta ee BMS-ku waxay ku xaddidan tahay cabbirka isla’egta naqshadeynta u gaarka ah, oo waxaa laga yaabaa inaysan awoodin inay gaarto dheelitirka ugu habboon ee u dhexeeya unugyada. Waqtiga oo soo urura, dhibaatada kala duwanaanshaha cadaadiska xad -dhaafka ah ee xirmada batteriga ayaa dhici doonta. Xaaladahan oo kale, sinaanta gacanta waa in la sameeyaa, unugyada batteriga ee danyarta aad u hooseeyana si gooni ah ayaa loo dallaci doonaa. Inta soo noqnoqda ee xaaladdan oo kale, hoos u dhaca kharashka dayactirka.

3. Cufnaanta tamarta sare/cufnaanta awoodda sare

Cufnaanta tamarta waxaa loola jeedaa tamarta ku jirta miisaanka halbeeg ama mugga halbeegga; tamarta korontada ee lagu sii daayo mugga halbeegga celcelis ahaan ama cufnaanta baytariga. Guud ahaan, isla mugga, cufnaanta tamarta baytariyada lithium-ion waa 2.5 jeer baytariyada nikkel-cadmium iyo 1.8 jeer baytariyada nikkel-hydrogen. Sidaa darteed, marka awoodda batarigu siman yahay, baytariyada lithium-ion waxay ka fiicnaan doonaan baytariyada nikkel-cadmium iyo nikkel-hydrogen. Cabbir yar iyo miisaan fudud.

Cufnaanta tamarta bateriga = Awoodda batteriga platform madal dheecaan/dhumucda batteriga/ballaarinta batteriga/dhererka batteriga.

Cufnaanta awoodda waxaa loola jeedaa qiimaha ugu badan ee awoodda dheecaanka halkii halbeeg ama mugga. Meesha xaddidan ee baabuurta waddooyinka, kaliya kordhinta cufnaanta ayaa tamarta guud iyo awoodda guud si wax ku ool ah loo hagaajin karaa. Intaa waxaa dheer, kabitaannada gobolka ee hadda jira waxay u adeegsadaan cufnaanta tamarta iyo cufnaanta awoodda sidii marinka si loo cabbiro heerka kaalmada, taas oo sii xoojinaysa muhiimadda cufnaanta.

Si kastaba ha ahaatee, waxaa jira khilaaf gaar ah oo u dhexeeya cufnaanta tamarta iyo badbaadada. Marka cufnaanta tamarta korodho, badbaadada ayaa had iyo jeer la kulmi doonta caqabado cusub oo adag.

4. Danab sare

Maaddaama electrodes-ka garaafyada asal ahaan loo adeegsado alaabada anode, danabyada baytariyada lithium-ion waxaa inta badan lagu go’aamiyaa astaamaha maaddada ee maaddooyinka cathode-ka. Xadka sare ee danab ee fosfateetka birta lithium waa 3.6V, iyo danabka ugu sarreeya ee lithium ternary iyo lithium manganate baytarigu wuxuu ku saabsan yahay 4.2V (qaybta xigta ayaa sharxi doonta Sababta aysan danta ugu badan ee batteriga Li-ion dhaafi karin 4.2V ). Horumarinta baytariyada korantada sare waa dariiq farsamo oo loogu talagalay baytariyada lithium-ion si loo kordhiyo cufnaanta tamarta. Si loo kordhiyo korantada wax -soo -saarka ee unugga, waxaa loo baahan yahay walxo koronto oo wanaagsan oo leh awood aad u sarreysa, alaab koronto oo taban leh oo leh awood hooseysa iyo elektrolyte leh danab sare oo deggan.

5. Waxtarka tamarta sare

Wax -ku -oolnimada Coulomb, oo sidoo kale loo yaqaan wax -ku -oolnimada lacag -bixinta, ayaa loola jeedaa saamiga awoodda dheecaanka batteriga iyo awoodda lacag -qaadista inta lagu jiro isla wareegga. Taasi waa, boqolleyda ka -bixidda awoodda gaarka ah si loo dallaco awood gaar ah.

Qalabka elektiroonigga ah ee togan, waa awoodda gelinta lithium / awoodda delithium, taas oo ah, awoodda dheecaanka / awoodda; Maaddada korantada taban, waa awoodda saarista lithium-ka / awoodda gelinta lithium, taas oo ah, awoodda dheecaanka / awoodda.

Inta lagu guda jiro habka lacag -bixinta, tamarta korontada waxaa loo rogaa tamar kiimiko, inta lagu guda jiro hawsha daadinta, tamarta kiimikada waxaa loo rogaa tamar koronto. Waxaa jira wax -ku -oolnimo gaar ah oo ku jirta soo -gelinta iyo soo -saarka tamarta korantada inta lagu guda jiro labada hab -beddelidda, wax -ku -oolnimadani waxay si toos ah uga tarjumaysaa waxqabadka batteriga.

Marka laga eego fiisigiska xirfadda leh, hufnaanta Coulomb iyo hufnaanta tamarta ayaa kala duwan. Mid waa saamiga korantada midna waa saamiga shaqada.

Waxtarka tamarta ee batteriga kaydinta iyo hufnaanta Coulomb, laakiin marka laga eego muujinta xisaabta, waxaa jira xiriir danab oo u dhexeeya labadooda. Celceliskii danabkii dallacaadda iyo soo-dejintu maaha mid siman, celceliska korantada ee dareeraha guud ahaan wuu ka yar yahay celceliska kharashka

Waxqabadka batteriga waxaa lagu qiimeyn karaa waxtarka tamarta batteriga. Laga soo bilaabo ilaalinta tamarta, tamarta korontada ee luntay ayaa badiyaa loo beddelaa tamar kuleyl. Sidaa darteed, waxtarka tamarta ayaa falanqeyn kara kuleylka ka dhashay batteriga inta lagu guda jiro hawsha shaqada, ka dibna xiriirka ka dhexeeya iska caabbinta gudaha iyo kuleylka waa la falanqeyn karaa. Waxaana la og yahay in waxtarka tamarta uu saadaaliyo tamarta haray ee batteriga oo uu maareeyo isticmaalka macquulka ah ee batteriga.

Sababtoo ah awoodda wax gelinta inta badan looma isticmaalo si loogu beddelo walxaha firfircoon xaalad la dallaco, laakiin qayb ka mid ah waa la wada baabbi’iyaa (tusaale ahaan, falcelinta dhinaca aan la soo celin karin ayaa dhacda), markaa waxtarka Coulomb inta badan waa ka yar yahay 100%. Laakiin marka laga hadlayo baytariyada lithium-ion ee hadda jira, waxtarka Coulomb wuxuu asal ahaan gaari karaa 99.9% iyo wixii ka sareeya.

Saameynta saamaynta: kala -daadinta elektrolytka, dhejinta dhejinta, is -beddelka qaab -dhismeedka, qaab -dhismeedka, iyo hagidda walxaha firfircoon ee korontada ayaa yarayn doona waxtarka Coulomb.

Intaa waxaa dheer, waxaa habboon in la sheego in burburka batarigu uu saameyn yar ku leeyahay waxtarka Coulomb oo uu leeyahay wax yar oo ku saabsan heerkulka.

Cufnaanta hadda waxay ka tarjumaysaa cabbirka gudbinta hadda ee aag kasta. Marka cufnaanta hadda jirta ay korodho, wakhtiga xaadirka ah ee ay soo marto xidhmooyinku wuu kordhaa, waxtarka danabku wuu yaraadaa sababtoo ah iska caabbinta gudaha, iyo waxtarka Coulomb ayaa hoos u dhacaya sababtoo ah kala-soocidda feejignaanta iyo sababo kale. Ugu dambayntii waxay horseedaa hoos u dhac ku yimaadda tamarta.

6. Waxqabadka heerkulka sare ee wanaagsan

Baytariyada Lithium-ion waxay leeyihiin waxqabad heerkul sare oo wanaagsan, taas oo macnaheedu yahay in xudunta baytarigu ku jirto jawi heerkul sare ah, batariyada agabka togan iyo kuwa taban, kala-soocida iyo electrolyte waxay sidoo kale ilaalin karaan xasillooni wanaagsan, waxay si caadi ah u shaqeyn karaan heerkul sare, iyo nolosha lama dardar gelin doono. Heerkulka sare ma fududa inuu keeno shilalka kulaylka ee cararka ah.

Heerkulka baytariga lithium-ion wuxuu muujinayaa heerka kulaylka ee baytariga, nuxurkiisuna waa natiijada kulaylka iyo wareejinta kulaylka baytariga lithium-ion. Barashada sifooyinka kulaylka ee baytariyada lithium-ion, iyo jiilkooda kulaylka iyo sifooyinka kulaylka ee xaaladaha kala duwan, waxay naga dhigi kartaa inaan ogaano habka muhiimka ah ee falcelinta kiimikada exothermic gudaha baytariyada lithium-ion.

Dabeecadaha aan aaminka ahayn ee baytariyada lithium-ion-ka, oo ay ku jiraan batteriga xad-dhaafka ah iyo xad-dhaafka, lacag degdeg ah iyo dheecaan, wareegga gaaban, xaaladaha xadgudubka farsamada, iyo shoogga kulaylka ee heerkulka sare, ayaa si fudud u kicin kara falcelinta dhinaca halista ah ee batteriga gudaheeda oo dhalisa kulayl, si toos ah u burburiya taban iyo Electrodes togan Filimka Passivation ee dusha sare.

Marka heerkulka unuggu kor u kaco 130 ° C, filimka SEI ee dusha korontada taban ayaa soo baxda, taas oo keenta in korontada taban ee lithium kaarboon-ka-soo-baxa ay u soo baxdo elektrolytka si uu u maro fal-celin yaraynta oksaydhka, iyo kulaylka Dhacdadu waxay ka dhigaysaa batteriga inuu galo xaalad khatar sare leh.

Marka heerkulka gudaha batarigu kor u kaco 200 ° C, filimka passivation ee dusha sare ee korantada togan wuxuu jajabiyaa electrode-ka togan si uu u dhaliyo ogsijiinta, wuxuuna sii wadaa inuu si xoog leh uga falceliyo korantada si uu u dhaliyo kulayl badan oo sameeyo cadaadis gudaha ah oo sarreeya. . Marka heerkulku batarigu gaadho 240°C, waxa weheliya fal-celin qalafsan oo qalafsan oo u dhaxaysa lithium carbon negative electrode iyo xidhaha.

Dhibaatada heerkulka ee baytariyada lithium-ion waxay saamayn weyn ku leedahay badbaadada baytariyada lithium-ion. Deegaanka la isticmaalo laftiisa ayaa leh heerkul gaar ah, heerkulka baytariga lithium ion sidoo kale wuu soo baxayaa marka la isticmaalo. Waxa muhiimka ah ayaa ah in heerkulku saamayn weyn ku yeelan doono falcelinta kiimikada ee ku jirta bateriga lithium-ion. Heerkulka aadka u sarreeya xitaa wuxuu dhaawici karaa nolosha adeegga baytariga lithium-ion, iyo xaaladaha daran, waxay u keeni doontaa dhibaatooyin badbaado batteriga lithium-ion.

7. Waxqabadka heerkulka hooseeya oo wanaagsan

Batariyada Lithium-ion waxay leeyihiin wax qabad heerkulka wanaagsan oo hooseeya, taas oo macnaheedu yahay in heerkulka hooseeya, ion lithium-ka iyo walxaha korontada ee batteriga ku jira ay wali sii wadaan dhaqdhaqaaq sare, awood haraaga sare, hoos u dhaca awoodda dheecaanka oo hoos u dhacda, iyo xaddiga lacag badan oo la oggolaan karo.

Marka heerkulku hoos u dhaco, awoodda soo hadhay ee batteriga lithium-ion ayaa u suusaysa xaalad degdeg ah. Heerkulka hooseeya, si dhakhso ah ayey u qudhuntaa awoodda. Ku -dallacidda khasabka ah ee heerkulka hooseeya waa mid aad waxyeello u leh, waana wax aad u fudud in la keeno shilalka kaamerada ordaya. Marka heerkulku hooseeyo, waxqabadkii ion lithium iyo walxaha firfircoon ee korontada ayaa hoos u dhacaya, iyo xaddiga ion lithium -ka lagu geliyo walaxda korantada ee xun ayaa si weyn hoos loogu dhigay. Marka korontada dibedda lagu soo dallaco awood ka badan awoodda la oggol yahay ee batteriga, xaddi badan oo ion lithium ah ayaa ku urura agagaarka korontada taban, iyo ion lithium -ka ku jira korontada ayaa aad u daahay si aad u hesho elektarooni ka dibna si toos ah ugu shub dusha korontada si loo sameeyo kiristaalo hoose oo lithium ah. Dendrite-ku wuu koraa, si toos ah ayuu u galaa diaphragm-ka, wuxuuna ka mudaa korantada togan. Wuxuu keenaa wareeg gaaban inta u dhaxaysa elektroolka togan iyo taban, taas oo iyaduna keenta cararidda kuleylka.

Marka laga soo tago hoos u dhaca ba’an ee awoodda dheecaanka, baytariyada lithium-ion laguma dalaci karo heerkul hoose. Inta lagu guda jiro ku-dallacidda heerkulka hooseeya, isku-darka ion lithium-ka ee korantada garaafka ee batteriga iyo falcelinta dhejiska lithium ayaa wada-nool oo is-tarta. Marka la eego xaaladaha heerkulka hooseeya, fidinta lithium ions ee graphite waa la joojiyaa, iyo conductivity electrolyte ayaa hoos u dhacaya, taas oo keenta hoos u dhac ku yimaada heerka isdhexgalka oo ka dhigaya falcelinta lithium plating inay u badan tahay inay ku dhacdo dusha garaafka. Sababaha ugu muhiimsan ee hoos u dhaca nolosha baytariyada lithium-ion marka loo isticmaalo heerkulka hooseeya waa kororka xannibaadda gudaha iyo hoos u dhaca awoodda sababtoo ah roobabka lithium ions.

8. Nabadgelyo wanaagsan

Badbaadada baytariyada lithium-ion kuma jiraan kaliya xasilloonida agabka gudaha, laakiin sidoo kale wax ku oolnimada tallaabooyinka kaabayaasha badbaadada baytariga. Badbaadada alaabta gudaha waxaa loola jeedaa walxaha togan iyo kuwa taban, diaphragm iyo electrolyte, kuwaas oo leh xasillooni kuleyl oo wanaagsan, iswaafajinta wanaagsan ee udhaxeysa korantada iyo qalabka elektaroonigga ah, iyo dib u dhigista ololka wanaagsan ee korantada lafteeda. Tallaabooyinka kaabayaasha badbaadadu waxay tixraacayaan naqshadda waalka badbaadada ee unugga, naqshadda fiyuuska, naqshadda iska-caabbinta heerkulka u nugul, iyo dareenka ayaa habboon. Ka dib markii hal unug uu ku guuldareysto, wuxuu ka hortagi karaa in qaladku fido oo u adeego ujeedada go’doominta.

9. Joogto wanaagsan

Iyada oo loo marayo “saameynta foosto” waxaan fahamsanahay muhiimada joogtaynta batteriga. Joogtaynta waxaa loola jeedaa unugyada batteriga ee loo adeegsaday baakad isku mid ah, awoodda, korantada wareegga furan, iska caabbinta gudaha, is-daadinta iyo cabbirrada kale aad bay u yar yihiin, waxqabadkuna waa la mid. Haddii joogteynta unugga batteriga oo leh waxqabad aad u fiican uusan fiicnayn, ka sarrayntiisa ayaa inta badan la jilciyaa ka dib marka la sameeyo kooxda. Cilmi -baadhistu waxay muujisay in awoodda baakadda baakteerrada ka dib marka la isku geeyo lagu go’aamiyo unugga awoodda ugu yar, nolosha baakidhkuna ay ka yar tahay nolosha unugga ugu gaaban.