بریښنایی موټر پرون ، نن ، سبا: لومړۍ برخه

د "لیتیم آئن بیټرۍ" اصطالح ډیری ټیکنالوژي پټوي.

یو شی د ډاډ لپاره دی - تر هغه چې لیتیم آئن الیکټرو کیمیا پدې برخه کې بدله پاتې وي. هیڅ بل بریښنایی کیمیکل انرژي ذخیره کولو ټیکنالوژي نشي کولی د لیتیم آئن سره سیالي وکړي. په هرصورت، ټکی دا دی چې مختلف ډیزاینونه شتون لري چې د کیتوډ، انود او الیکټرولایټ لپاره مختلف مواد کاروي، چې هر یو یې د پایښت له مخې مختلفې ګټې لري (د چارج او خارج کولو دوره د بریښنایی موټرو لپاره د منلو وړ پاتې کیدو ظرفیت پورې. د 80%)، مشخص بریښنا kWh/kg، قیمت یورو/kg یا د بریښنا نسبت بریښنا ته.

بیرته په وخت کې

په تش په نامه د الکترو کیمیکل پروسو د ترسره کولو امکان. د لیتیم آئن حجرې د چارج کولو پرمهال په کیتوډ کې د لیتیم جنکشن څخه د لیتیم پروټونونو او الکترونونو جلا کیدو څخه راځي. د لیتیم اتوم په اسانۍ سره د خپلو دریو الکترونونو څخه یو یې بسپنه کوي، مګر د ورته دلیل لپاره دا خورا فعال دی او باید د هوا او اوبو څخه جلا وي. د ولتاژ سرچینه کې، برقیان د خپل سرک سره حرکت کوي، او آئنونه د کاربن لیتیم انود ته لیږدول کیږي او د غشا له لارې تیریږي، ورسره نښلول کیږي. د خارجیدو په جریان کې، برعکس حرکت واقع کیږي - ایونونه کاتوډ ته راستنیږي، او برقیان، په پایله کې، د بهرني بریښنایی بار څخه تیریږي. په هرصورت، ګړندی لوړ اوسني چارج او بشپړ خارج کول د نوي دوام لرونکي اتصالونو رامینځته کیدو پایله کوي ، کوم چې د بیټرۍ فعالیت کموي یا حتی ودروي. د ذرې ډونر په توګه د لیتیم کارولو ترشا مفکوره د دې حقیقت څخه رامینځته کیږي چې دا ترټولو سپک فلز دی او کولی شي په مناسبو شرایطو کې په اسانۍ سره پروټون او الکترون خوشې کړي. په هرصورت، ساینس پوهان په چټکۍ سره د خالص لیتیم کارول د دې لوړ بې ثباتۍ، د هوا سره د تړلو وړتیا، او د خوندیتوب دلیلونو له امله پریږدي.

لومړی د لیتیم آئن بیټرۍ په s 1970 .s مو کلونو کې د مایکل وټینګهم لخوا رامینځته شوې ، چا چې لیتیم او ټیټانیوم سلفایډ د الکترودونو په توګه کارولی دی. دا الیکټرو کیمیا نوره نه کارول کیږي ، مګر په حقیقت کې د لیتیم آئن بیټریو لپاره اساس ورکوي. په 1970 مو کلونو کې ، ثمر باسو د ګرافیت څخه د لیتیم آئن جذبولو وړتیا څرګنده کړه ، مګر د هغه وخت تجربې څخه مننه ، بیټرۍ ژر تر ژره ځان تباه کوي کله چې چارج او رخصت شي. په 1980 مو کلونو کې ، ژور پرمختګ د بیټریو د کیتوډ او انډ لپاره مناسب لیتیم مرکبات موندلو لپاره پیل وکړ ، او واقعیا پرمختګ په 1991 کې راغی.

NCA ، NCM لیتیم حجرې ... دا واقعیا څه معنی لري؟

په 1991 کې د مختلف لیتیم مرکبونو سره تجربه کولو وروسته، د ساینس پوهانو هڅې د بریالیتوب سره تاج شوي - سوني د لیتیم آئن بیټرۍ ډله ایز تولید پیل کړ. اوس مهال، د دې ډول بیټرۍ ترټولو لوړ تولید ځواک او د انرژي کثافت لري، او تر ټولو مهم، د پراختیا لپاره د پام وړ ظرفیت. د بیټرۍ اړتیاو پورې اړه لري، شرکتونه د کیتوډ موادو په توګه مختلف لیتیم مرکبونو ته مخه کوي. دا د لیتیم کوبالټ اکسایډ (LCO)، د نکل، کوبالټ او المونیم (NCA) یا نکل، کوبالټ او منګنیز (NCM)، لیتیم اوسپنې فاسفیت (LFP)، لیتیم منګنیز سپنیل (LMS)، لیتیم ټایټانیوم اکسایډ (LTO) سره مرکبات دي. او نور. الیکټرولایټ د لیتیم مالګې او عضوي محلولونو ترکیب دی او په ځانګړي توګه د لیتیم آئنونو "حرکت" لپاره مهم دی ، او جلا کوونکی چې د لیتیم آئنونو ته د لاسرسي وړ کیدو له امله د لنډ سرکټ مخه نیولو مسؤلیت لري ، معمولا پولیټین یا پولی پروپیلین دی.

وتۍ ځواک ، ظرفیت ، یا دواړه

د بیټرۍ خورا مهم خصوصیات د انرژي کثافت ، اعتبار او خوندیتوب دي. بیټرۍ اوس مهال تولید شوي د دې ځانګړتیاو پراخه لړۍ پوښي او ، د کارول شوي موادو پورې اړه لري ، د 100 څخه تر 265 W / کیلوګرام پورې د انرژي مشخص حد لري (او د 400 څخه 700 W / L انرژي کثافت). پدې برخه کې غوره د NCA بیټرۍ دي او خورا خراب LFPs. په هرصورت ، مواد د سکې یو اړخ دی. د مشخص انرژي او انرژۍ کثافت دواړه ډیروالي لپاره ، مختلف نانو جوړښتونه د ډیر موادو جذب کولو او د آئن جریان لوړې وړتیا چمتو کولو لپاره کارول کیږي. د ایونونو لوی شمیر ، په مستحکم مرکب کې "زیرمه شوي" ، او چلولو د ګړندي چارج کولو لپاره شرایط دي ، او پرمختګ پدې لارښوونو کې لارښود شوی. په ورته وخت کې ، د بیټرۍ ډیزاین باید د ځواک - تر ظرفیت پورې اړین تناسب چمتو کړي چې د ډرایو ډول پورې اړه لري. د مثال په توګه ، پلگ ان هایبرډونه د روښانه دلایلو لپاره د بریښنا څخه تر ظرفیت ډیر لوړ تناسب ته اړتیا لري. د نن ورځې پرمختګونه په بیټرۍ تمرکز کوي لکه NCA (LiNiCoAlO2 د کیتوډ او ګریفائټ انډ سره) او NMC 811 (LiNiMnCoO2 د کیتوډ او ګرافیت انډ سره). پخوانی شاوخوا (د لیتیم څخه بهر) شاوخوا 80 n نکل ، 15 c کوبالټ او 5 al المونیم لري او د 200-250 W / کېلوګرام مشخص انرژي لري ، پدې معنی چې دوی د انتقادي کوبالټ نسبتا محدود استعمال لري او تر 1500 دورې پورې د خدمت ژوند. دا ډول بیټرۍ به د نیسټا په خپل ګیګ فابریکه کې د ټیسلا لخوا تولید شي. کله چې دا خپل پلان شوي بشپړ ظرفیت ته رسي (په 2020 یا 2021 کې ، د وضعیت پورې اړه لري) ، فابریکه به 35 GWh بیټرۍ تولید کړي ، چې د 500،000 موټرو بریښنا لپاره کافي ده. دا به د بیټرۍ لګښت نور هم راټیټ کړي.

د NMC 811 بیټرۍ یو څه ټیټه ځانګړې انرژي لري (140-200W/kg) مګر اوږد ژوند لري، 2000 بشپړ دورې ته رسیږي، او 80٪ نکل، 10٪ منګنیز او 10٪ کوبالټ لري. اوس مهال، د بیټرۍ ټول جوړونکي د دې دوو ډولونو څخه یو کاروي. یوازینی استثنا د چینایي شرکت BYD دی، کوم چې د LFP بیټرۍ جوړوي. د دوی سره مجهز موټرونه درانه دي، مګر دوی کوبالټ ته اړتیا نلري. د بریښنا کثافت او بریښنا کثافت شرایطو کې د دوی اړوند ګټو له امله د NCA بیټرۍ د بریښنایی موټرو لپاره او NMC د پلګ ان هایبرډونو لپاره غوره کیږي. مثالونه یې د بریښنا / ظرفیت تناسب 2,8 سره بریښنایی ای ګالف او د پلګ ان هایبرډ ګالف GTE د 8,5 تناسب سره دي. د بیې د کمولو په نوم، VW اراده لري چې د بیټرۍ ټولو ډولونو لپاره ورته حجرې وکاروي. او یو بل شی - هرڅومره چې د بیټرۍ ظرفیت لوی وي ، د بشپړ خارج کیدو او چارجونو شمیر کم وي ، او دا د دې خدمت ژوند ډیروي ، له همدې امله - څومره چې بیټرۍ لوی وي ، ښه. دوهم د یوې ستونزې په توګه د هایبرډونو اندیښنه لري.

د بازار رجحانات

په اوس وخت کې، د ترانسپورت موخو لپاره د بیټرۍ غوښتنه لا دمخه د بریښنایی محصولاتو غوښتنې څخه ډیره ده. دا لاهم اټکل کیږي چې په 2020 کې به په نړۍ کې هر کال 1,5 ملیون بریښنایی موټرې وپلورل شي چې دا به د بیټریو لګښت کمولو کې مرسته وکړي. په 2010 کې، د لیتیم آیون حجرې د 1 kWh بیه شاوخوا 900 یورو وه، او اوس دا د 200 یورو څخه کمه ده. د ټولې بیټرۍ 25٪ لګښت د کیتوډ لپاره، 8٪ د انود، جلا کونکي او الکترولیت لپاره، 16٪ د نورو ټولو بیټرۍ حجرو لپاره او 35٪ د ټولیز بیټرۍ ډیزاین لپاره. په بل عبارت، د لیتیم آیون حجرې د بیټرۍ په لګښت کې 65 سلنه ونډه لري. د 2020 لپاره د ټیسلا اټکل شوي نرخونه کله چې ګیګا فاکټوري 1 خدمت ته ننوځي د NCA بیټرۍ لپاره شاوخوا 300€/kWh دي او قیمت کې د یو څه اوسط VAT او تضمین سره بشپړ شوي محصول شامل دي. بیا هم په کافي اندازه لوړه بیه، کوم چې به د وخت په تیریدو سره کم شي.

د لیتیم اصلي زیرمې په ارجنټاین ، بولیویا ، چیلي ، چین ، متحده ایالاتو ، آسټرالیا ، کاناډا ، روسیه ، کانګو او سربیا کې موندل شوي ، چې اوس مهال پراخه اکثریت یې د وچکالۍ له اوبو څخه را ایستل شوي دي. لکه څنګه چې ډیر او ډیر بیټرۍ راټولیږي ، د زړو بیټریو څخه د بیا پخلي شوي موادو بازار به وده وکړي. په هرصورت ، خورا مهم ، د کوبالټ ستونزه ده ، کوم چې که څه هم په لوی مقدار کې شتون لري ، د نکل او مسو تولید کې د فرعي محصول په توګه کان کیندل کیږي. کوبالټ کان کیندل کیږي ، سره له دې چې په کانګو کې په خاوره کې لږ ټیټ غلظت لري (کوم چې ترټولو لوی شتون لري) ، مګر پدې شرایطو کې چې اخلاق ، اخلاق او د چاپیریال ساتنې ننګوي.

هاي ټیک

دا باید په پام کې ونیول شي چې د نږدې راتلونکي لپاره د امکان په توګه منل شوي ټیکنالوژي په حقیقت کې نوي نه دي ، مګر د لیتیم آئن انتخابونه دي. دا د مثال په توګه ، د سولی ریاست بیټرۍ دي ، کوم چې د مایع پرځای جامد الیکټرویټ کاروي (یا په لیتیم پولیمر بیټرۍ کې جیل). دا حل د الکترودونو خورا باثباته ډیزاین چمتو کوي ، کوم چې د دوی بشپړتیا سرغړونه کوي کله چې په ترتیب سره لوړ لوړ چارج کیږي. لوړه تودوخه او لوړ بار. دا کولی شي د چارج کولو اوسني ، د بریښنا کثافت او ظرفیت لوړ کړي. د سولیډ دولتي بیټرۍ لاهم د پرمختیا په لومړي مرحله کې دي او امکان نلري چې د لسیزې تر نیمایی پورې په پراخه کچه تولید ته زیان ورسوي.

په امسټرډم کې د 2017 BMW نوښت ټیکنالوژۍ سیالۍ کې د جایزې ګټونکي پیلونو څخه یو د بیټرۍ پرمخ وړونکی شرکت و چې سیلیکون انوډ د انرژي کثافت ته وده ورکوي. انجنیران په مختلف نانو ټیکنالوژیو کار کوي ترڅو د دواړه انوډ او کیتوډ موادو ته ډیر کثافت او ځواک چمتو کړي ، او یوه حل یې د ګرافین کارول دي. د ګرافایټ دا مایکروسکوپیک پرتونه د یو واحد اتوم ضخامت او د هیکساګونل اټومي جوړښت سره یو له خورا هڅونکي موادو څخه دي. د "ګرافین بالز" د بیټرۍ سیل جوړونکي سامسنګ SDI لخوا رامینځته شوی ، چې په کیتوډ او انوډ جوړښت کې مدغم شوی ، د موادو لوړ ځواک ، پاریدنې او کثافت چمتو کوي او شاوخوا 45 capacity ظرفیت کې ورته زیاتوالی او پنځه چنده ګړندی چارج وخت. دا ټیکنالوژي کولی شي د فارمولا E موټرو څخه خورا قوي تحرک ترلاسه کړي ، کوم چې ممکن لومړی د ورته بیټرۍ سره مجهز وي.

پدې مرحله کې لوبغاړي

د ټیر 123 او ټایر 2020 عرضه کونکي په توګه اصلي لوبغاړي ، د بیلګې په توګه د سیل او بیټرۍ جوړونکي ، جاپان دي (پیناسونیک ، سوني ، جی ایس یوسا او هیتاچي وسایط انرژي) ، کوریا (ایل جی کیم ، سامسنګ ، کوکام او SK نوښت) ، چین (BYD شرکت) . ، ATL او Lishen) او USA (Tesla, Johnson Controls, A30 Systems, EnerDel and Valence Technology). د ګرځنده تلیفونونو اصلي عرضه کونکي اوس مهال LG Chem، Panasonic، Samsung SDI (کوریا)، AESC (جاپان)، BYD (چین) او CATL (چین) دي، چې دوه پر دریمه برخه بازار لري. په دې مرحله کې په اروپا کې، دوی یوازې د آلمان څخه د BMZ ګروپ او د سویډن څخه نارتولت سره مخالفت کوي. په XNUMX کې د Tesla د ګیګا فابریکې په لاره اچولو سره ، دا تناسب به بدل شي - امریکایی شرکت به د نړۍ د لیتیم آئن حجرو تولید XNUMX٪ حساب کړي. د ډیملر او BMW په څیر شرکتونو لا دمخه د دې شرکتونو څخه ځینې قراردادونه لاسلیک کړي، لکه CATL، چې په اروپا کې فابریکه جوړوي.