Pîlên rewşa zexm: rêça bataryayê ya nifşê din

Pîlên rewşa zexm: rêça bataryayê ya nifşê din

Di 14ê Gulanê de, li gorî "The Korea Times" û raporên din ên medyayê, Samsung plan dike ku bi Hyundai re hevkariyê bike da ku wesayîtên elektrîkî pêş bixe û bataryayên hêzê û parçeyên din ên gerîdeyê yên girêdayî ji bo wesayîtên elektrîkî yên Hyundai peyda bike. Medya pêşbînî dike ku Samsung û Hyundai dê di demek nêzîk de li ser dabînkirina bateriyê memorandumek ne-girêdayî îmze bikin. Hat ragihandin ku Samsung-ê herî dawî bataryaya xweya hişk pêşkêşî Hyundai kir.

Li gorî Samsung, dema ku prototîpa pîlê wê bi tevahî were barkirin, ew dikare rê bide otomobîlek elektrîkî ku di carekê de zêdetirî 800 kîlometroyan bimeşîne, bi temenê çerxa bataryayê ji 1,000 carî zêdetir. Hêjeya wê 50% ji bataryayek lîtium-ion ya bi heman kapasîteyê piçûktir e. Ji ber vê yekê, bataryayên hişk ên di deh salên pêş de ji bo wesayîtên elektrîkê wekî bataryayên hêzê yên herî maqûl têne hesibandin.

Di destpêka Adara 2020-an de, Enstîtuya Lêkolîna Pêşkeftî ya Samsung (SAIT) û Navenda Lêkolînê ya Samsung ya Japonya (SRJ) "Batteriesên metalê yên metalê yên lîtiumê yên bi enerjiya bilind-bisiklêta dirêj-hemû-zelal-dewleta ku ji hêla zîv ve têne çalak kirin" di kovara "Nature Energy" de weşandin. -Anodên pêkhatî yên karbonê" pêşkeftina xwe ya herî dawî di warê bataryayên rewşa zexm de destnîşan kir.

Ev pîlê elektrolîtek zexm bikar tîne, ku di germahiyên bilind de naşewitîne û di heman demê de dikare mezinbûna dendikên lîtiumê jî asteng bike da ku çerxên kurt qut neke. Digel vê yekê, ew qatek pêkvekirî ya zîv-karbon (Ag-C) wekî anodê bikar tîne, ku dikare dendika enerjiyê heya 900Wh/L zêde bike, xwedan jiyanek dirêj a ji 1000 çerxeriyan e, û kargêriya kulombîkî ya pir bilind (bar û karîgeriya dakêşanê) ji %99.8. Ew dikare pîlê piştî dravê yekane bimeşîne. Otomobîl 800 kîlometir meşiya.

Lêbelê, SAIT û SRJ ku kaxez weşandin saziyên lêkolîna zanistî ne ji Samsung SDI, ku balê dikişîne ser teknolojiyê. Gotar tenê prensîba, avahî û performansa battera nû zelal dike. Di destpêkê de tê dadbar kirin ku pîlê hîn di qonaxa laboratîfê de ye û dê di demek kurt de hilberîna girseyî dijwar be.

Cûdahiya di navbera bataryayên statûya hişk û bataryayên lîtium-ion şil ên kevneşopî de ev e ku li şûna elektrolît û veqetanker elektrolîtên hişk têne bikar anîn. Ne hewce ye ku meriv anodên grafîtê yên bi lîtium-navberkirî bikar bînin. Di şûna wê de, lîtium metal wekî anode tê bikar anîn, ku hejmara materyalên anode kêm dike. Pîlên hêzê yên bi tîrêjiya enerjiya laşê bilind (> 350Wh / kg) û jiyana dirêjtir (> 5000 çerx), û her weha fonksiyonên taybetî (wek nermbûn) û pêdiviyên din.

Di nav bataryayên pergala nû de bataryayên rewşa zexm, bataryayên herikîna lîtium, û bataryayên metal-hewayê hene. Sê bataryayên dewleta zexm xwedî avantajên xwe ne. Polîmer elektrolît elektrolîtên organîk in, û oksît û sulfîd elektrolîtên seramîk ên neorganîk in.

Li pargîdaniyên bataryayê yên gerdûnî yên cîhanî dinêrin, destpêk hene, û di heman demê de hilberînerên navneteweyî jî hene. Pargîdanî di pergala elektrolîtê de bi baweriyên cihêreng tenê ne, û meylek herikîna teknolojiyê an yekbûnê tune. Heya niha, hin rêyên teknîkî nêzî şert û mercên pîşesazîbûnê ne, û rê li ber otomatîzekirina bataryayên hişk di pêş de ye.

Pargîdaniyên Ewropî û Amerîkî pergalên polîmer û oksîdê tercîh dikin. Pargîdaniya Frensî Bolloré di bazirganiya bataryayên qayîm-bingeha polîmer de pêşengî kir. Di Kanûna 2011-an de, wesayitên wê yên elektrîkî yên ku bi 30 kwh bataryayên polîmer-dewleta zexm + kondensatorên elektrîkî yên du qat ve têne hêz kirin, ketin bazara gerîdeya hevpar, ku di cîhanê de yekem car bû. Bataryayên dewleta zexm ên bazirganî yên ji bo EV-an.

Sakti3, hilberînerek bataryayên oksîdê fîlima tenik, ji hêla 2015-an de ji hêla giantê kelûpelên malê yên Brîtanî Dyson ve hate kirîn. Ew bi lêçûnên amadekirina fîlima tenik û dijwariya hilberîna mezin ve girêdayî ye, û girseyî tune hilberandina hilberê ji bo demek dirêj.

Plana Maxwell ji bo bataryayên hişk ew e ku pêşî bikeve bazara pîlê piçûk, wan di sala 2020-an de bi girseyî hilberîne, û di sala 2022-an de wan di warê hilanîna enerjiyê de bikar bîne. Ji bo sepana bilez a bazirganî, Maxwell dibe ku pêşî li ceribandina nîv-ê bifikire. bataryayên hişk di demeke kurt de. Dîsa jî, bataryayên nîv-hişk bihatir in û di serî de di warên taybetî yên daxwazê ​​de têne bikar anîn, ku sepanên mezin dijwar dike.

Berhemên oksîdê ne-tenik xwedî performansa giştî ya hêja ne û niha di pêşkeftinê de populer in. Herdu Taiwan Huineng û Jiangsu Qingdao li ser vê rêyê lîstikvanên navdar in.

Pargîdaniyên Japonî û Koreyî ji bo çareserkirina pirsgirêkên pîşesazîbûna pergala sulfîdê bêtir pabend in. Pargîdaniyên nûner ên wekî Toyota û Samsung lez dan destpêkirina xwe. Pîlên statûya sulfîdê (pîlên lîtium-sulfurê) ji ber tîrêjiya enerjiya wan a zêde û lêçûna kêm potansiyela pêşkeftina mezin heye. Di nav wan de teknolojiya Toyota ya herî pêşketî ye. Ew bataryayên Demo-asta Ampere û performansa elektrokîmyayî berdan. Di heman demê de, wan di heman demê de LGPS-ê bi guheztina germahiya jûreya bilindtir wekî elektrolîtê jî bikar anîn da ku pakêtek pîlê mezintir amade bikin.

Japonya bernameyek lêkolîn û pêşkeftinê ya neteweyî da destpêkirin. Hevbendiya herî hêvdar Toyota û Panasonic e (Toyota nêzî 300 endezyar hene ku di pêşxistina bataryayên dewleta zexm de beşdar in). Wê got ku ew ê di nav pênc salan de bataryayên dewleta zexm bazirganî bike.

Plana bazirganîkirina bataryayên hemî-dewleta zexm ku ji hêla Toyota û NEDO ve hatî pêşve xistin bi pêşxistina bataryayên hemî-zelal (bataryayên nifşa yekem) bi karanîna materyalên nûjen û zirardar ên LIB-ê yên heyî dest pê dike. Piştî wê, Ew ê materyalên nû yên erênî û neyînî bikar bîne da ku dendika enerjiyê zêde bike (bataryayên nifşa pêşeroj). Tê payîn ku Toyota di sala 2022-an de prototîpên wesayîtên elektrîkî yên hişk hilberîne, û ew ê di sala 2025-an de di hin modelan de bataryayên hişk bikar bîne. Di sala 2030-an de, dendika enerjiyê dikare bigihîje 500Wh/kg da ku bigihîje sepanên hilberîna girseyî.

Ji perspektîfa patentan, di nav 20 serlêderên patentê yên herî serketî yên bataryayên lîtiumê yên qayîm de, pargîdaniyên Japonî 11 heb girt. 1,709 şirketên sereke hemî Japonî û Koreya Başûr in, ji wan 2.2 li Japonê û 10 jî li Koreya Başûr.

Ji perspektîfa patenta gerdûnî ya patentan, Japonya, Dewletên Yekbûyî, Chinaîn, Koreya Başûr û Ewropa welat an herêmên sereke ne. Ji bilî serîlêdanên herêmî, Toyota li Dewletên Yekbûyî û Chinaînê xwedan hejmareke herî girîng a serlêdanan e, bi rêzê ve ji sedî 14.7% û 12.9% ji serîlêdanên giştî yên patentê pêk tê.

Pîşesazîkirina bataryayên hişk ên li welatê min jî di bin lêgerîna domdar de ye. Li gorî plansaziya riya teknîkî ya Chinaînê, di sala 2020-an de, Ew ê hêdî hêdî elektrolîta zexm, senteza madeya katodê ya enerjiya taybetî ya bilind, û teknolojiya avakirina alikariya lîtiumê ya çarçoveyek sê-alî pêk bîne. Ew ê 300Wh/kg hilberîna nimûneya yek bataryayê ya bi kapasîteya piçûk nas bike. Di sala 2025-an de, teknolojiya kontrolkirina pêwendiya baterî ya dewleta zexm dê 400Wh / kg bi kapasîteya mezin a nimûneya baterî û teknolojiya komê pêk bîne. Tê pêşbînîkirin ku bataryayên hişk û pîtên lîtium-sulfurê di sala 2030-an de bi girseyî werin hilberandin û pêşvebirin.

Pîlên nifşê din ên di projeya berhevkirina diravê IPO ya CATL-ê de bataryayên dewleta zexm hene. Li gorî raporên NE Times, CATL li bendê ye ku herî kêm heya 2025-an bigihîje hilberîna girseyî ya bataryayên hişk.

Bi tevahî, teknolojiya pergala polîmer ya herî gihîştî ye, û yekem hilbera asta EV-ê çêdibe. Xwezaya wê ya têgihîştî û pêşeroj ji hêla kesên dereng vegerandina veberhênanê di lêkolîn û pêşkeftinê de destnîşan kiriye, lê sînorê jorîn ê performansê mezinbûnê sînordar dike, û tevlihevkirina bi elektrolîtên zexm ên neorganîk dê di pêşerojê de bibe çareseriyek gengaz; oxidation; Di pergala maddî de, pêşkeftina celebên fîlima nazik li ser berfirehkirina kapasîteyê û hilberîna mezin e, û performansa giştî ya celebên ne-fîlmê çêtir e, ku bala lêkolîn û pêşkeftina heyî ye; Pergala sulfîd di warê wesayîtên elektrîkê de pergala bataryayê ya herî sozdar e, Lê di rewşek polarîzekirî de bi jûreyek mezin a mezinbûnê û teknolojiya negihîştî, çareserkirina pirsgirêkên ewlehiyê û pirsgirêkên navbeynkariyê bala pêşerojê ye.

Zehmetiyên ku bi bataryayên dewleta zexm re rû bi rû ne bi gelemperî ev in:

• Kêmkirina lêçûnên.
• Başkirina ewlehiya elektrolîtên zexm.
• Di dema barkirin û daxistinê de têkiliya di navbera elektrod û elektrolîtan de domandin.

Pîlên lîtium-sulfurê, lîtium-hewa, û pergalên din hewce ne ku tevahiya çarçoweya avahiya bateriyê biguhezînin, û her ku diçe pirsgirêkên girîngtir hene. Elektrodên erênî û neyînî yên bataryayên statûya zexm dikarin karanîna pergala heyî bidomînin, û dijwariya têgihiştinê nisbeten piçûk e. Wekî teknolojiya bataryayê ya nifşê din, bataryayên statûya zexm xwedan ewlehî û dendika enerjiyê bilindtir in û dê di serdema piştî lîtiumê de bibin yekane rê.