എന്താണ് ലിഥിയം-അയോൺ?

ലളിതമല്ലേ? നിങ്ങൾ വിശദാംശങ്ങളിലേക്ക് ആഴ്ന്നിറങ്ങാൻ തുടങ്ങിയാൽ, ഈ ബാറ്ററികളെ കുറിച്ചുള്ള യാതൊന്നും യഥാർത്ഥത്തിൽ ലളിതമല്ല, എനിക്ക് എന്നെത്തന്നെ സഹായിക്കാൻ കഴിയാത്തതിനാൽ ഞാൻ ചെയ്യാൻ പോകുകയാണ്.

എന്തിന് ലിഥിയം? (ഇവിടെയാണ് ഞാൻ ശല്യപ്പെടുത്തുന്നത്)

മൂലക നമ്പർ 3. ഹൈഡ്രജൻ, ഹീലിയം, ലിഥിയം. അതാണ് ഓർഡർ. 3 പ്രോട്ടോണുകൾ മാത്രമുള്ളതിനാൽ സൂപ്പർ ചെറിയ ആറ്റം.

ലിഥിയം - അതിൻ്റെ പുറം ഇലക്ട്രോണിനെ ഇല്ലാതാക്കാൻ അത് ശരിക്കും ആഗ്രഹിക്കുന്നു. തീവ്രമായി ആഗ്രഹിക്കുന്നു പോലെ. ആ രീതിയിൽ ഇത് അസ്ഥിരമാണ്. ആളുകൾ സോഡിയം വെള്ളത്തിലേക്ക് എറിയുകയും അത് ഉരുകുകയും തീ പിടിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന വീഡിയോകൾ നിങ്ങൾക്കറിയാമോ? ലിഥിയം അത് ചെയ്യുന്നു എന്നാൽ കൂടുതൽ. 2011-ൽ (അല്ലെങ്കിൽ 2012?) ഒരു സുരക്ഷാ പ്രകടനത്തിൽ ഒരിക്കൽ ഒരാൾ ഒരു ബക്കറ്റ് വെള്ളത്തിലേക്ക് ലിഥിയം ലോഹത്തിൻ്റെ ഒരു കഷണം വലിച്ചെറിയുന്നത് ഞാൻ കണ്ടു, അത് എത്ര വേഗത്തിൽ പ്രതികരിച്ചു എന്നത് സത്യസന്ധമായി ഭയപ്പെടുത്തുന്നതായിരുന്നു. ബക്കറ്റ് ഉരുകി.

കാത്തിരിക്കൂ, ബക്കറ്റ് ഉരുകിയില്ല. വെള്ളം തിളച്ചു, ലിഥിയം ഉപരിതലത്തിൽ തീ പിടിച്ചു. ബക്കറ്റ് നന്നായിരുന്നു. എൻ്റെ ഓർമ്മ ചീത്തയാണ്.

എന്തായാലും പോയിൻ്റ് ഇതാണ്: ശുദ്ധമായ ലിഥിയം ലോഹം അപകടകരമാണ്. അതുകൊണ്ടാണ് ആധുനിക ലിഥിയം{1}}അയൺ ബാറ്ററികൾ ശുദ്ധമായ ലിഥിയം ലോഹം ഉപയോഗിക്കാത്തത് - അവ ലിഥിയം അയോണുകൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഇതിനകം ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്ത ലിഥിയം. Li+ ഫോം. കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ള വഴി.

നിങ്ങൾക്ക് ലഭിക്കുന്ന വോൾട്ടേജ് ഒരു സെല്ലിന് ഏകദേശം 3.6-3.7V ആണ്, അത് മാന്യമാണ്. ആൽക്കലൈൻ (1.5V) അല്ലെങ്കിൽ NiMH (1.2V) എന്നിവയേക്കാൾ മികച്ചത്. നിങ്ങളുടെ ടാർഗെറ്റ് വോൾട്ടേജിൽ എത്താൻ കുറച്ച് സെല്ലുകൾ ആവശ്യമാണെന്ന് അർത്ഥമാക്കുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് നിങ്ങളുടെ ലാപ്‌ടോപ്പ് ബാറ്ററിയിൽ 15 സെല്ലുകൾക്ക് പകരം 6 സെല്ലുകൾ ഉള്ളത്.

കൂടാതെ - കൂടാതെ ഞാൻ ഈ ആദ്യ - ലിഥിയം ലൈറ്റ് ആണെന്ന് പരാമർശിക്കണമായിരുന്നു. മൂന്നാമത്തെ ഭാരം കുറഞ്ഞ മൂലകം. അതിനാൽ നിങ്ങൾക്ക് ഭ്രാന്തമായ ഭാരം കൂടാതെ ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത ലഭിക്കും. അതുകൊണ്ടാണ് EV-കൾ ലിഥിയം-അയൺ ഉപയോഗിക്കുന്നത്, ലെഡ്{6}}ആസിഡല്ല. ഒരേ ഊർജ്ജമുള്ള ഒരു ലെഡ്{8}}ആസിഡ് ബാറ്ററിക്ക് അക്ഷരാർത്ഥത്തിൽ 5-6 മടങ്ങ് ഭാരം വരും. ബാറ്ററി മാറ്റാൻ നിങ്ങളുടെ ടെസ്‌ലയ്ക്ക് ഫോർക്ക്ലിഫ്റ്റ് ആവശ്യമാണ്.

യഥാർത്ഥ ഘടകങ്ങൾ (ഇത് സാങ്കേതികമായി മാറുന്നു)

ആനോഡ് (നെഗറ്റീവ് സൈഡ്):

സാധാരണയായി ഗ്രാഫൈറ്റ്. അതെ, പെൻസിലിലുള്ള അതേ സാധനങ്ങൾ, ശുദ്ധവും വ്യത്യസ്തമായി പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതും ഒഴികെ.

ഗ്രാഫൈറ്റിന് ഈ ലേയേർഡ് ക്രിസ്റ്റൽ ഘടനയുണ്ട് - ആറ്റോമിക തലത്തിൽ ഒരു ഡെക്ക് കാർഡുകൾ സങ്കൽപ്പിക്കുക. ദുർബലമായ വാൻ ഡെർ വാൽസ് ശക്തികൾ (ഹൈസ്‌കൂൾ രസതന്ത്രം നിങ്ങളെ വേട്ടയാടാൻ വീണ്ടും വരുന്നു) പാളികൾ ഒരുമിച്ച് ചേർത്തിരിക്കുന്നു. ലിഥിയം അയോണുകൾക്ക് ഈ പാളികൾക്കിടയിൽ തെന്നിമാറാൻ കഴിയും ... അവിടെ തൂങ്ങിക്കിടക്കുക. "ഇൻ്റർകലേഷൻ" എന്നാണ് സാങ്കേതിക പദമെങ്കിലും, ഒരു മൾട്ടി-നിലയിലുള്ള ഗാരേജിൽ കാറുകൾ പാർക്ക് ചെയ്യുന്നത് പോലെയാണ് ഞാൻ ഇതിനെ കരുതുന്നത്.

സൈദ്ധാന്തികമായ പരമാവധി ശേഷി ഗ്രാമിന് 372 മില്ലിയാമ്പ്{1}}മണിക്കൂറാണ്. യഥാർത്ഥ-നിർമ്മാണം മോശമായില്ലെങ്കിൽ നിങ്ങൾക്ക് 340-360 mAh/g ലഭിക്കും. ചില ചൈനീസ് നിർമ്മാതാക്കളുടെ സെല്ലുകൾ ഞാൻ കണ്ടിട്ടുണ്ട്, അത് കഷ്ടിച്ച് 310 mAh/g എത്തും. പേരുകൾക്ക് പേരിടാൻ പോകുന്നില്ല, എന്നാൽ "BYD" എന്നതിലെ അക്ഷരങ്ങൾ പുനഃക്രമീകരിച്ചാൽ നിങ്ങൾക്ക് ലഭിക്കും... ശരി ഞാൻ പേരുകൾ നൽകുകയാണ്. അവരുടെ ആദ്യകാല കോശങ്ങൾ പരുക്കനായിരുന്നു. 2018 മുതൽ അവർ മെച്ചപ്പെട്ടു.

ഇപ്പോൾ എല്ലാവരും സിലിക്കൺ ആനോഡുകളെക്കുറിച്ച് സംസാരിക്കുന്നു, കാരണം സിലിക്കണിന് ഗ്രാഫൈറ്റിനേക്കാൾ 10 മടങ്ങ് കൂടുതൽ ലിഥിയം കൈവശം വയ്ക്കാൻ കഴിയും. അതിശയകരമായി തോന്നുന്നു, അല്ലേ? 3700+ mAh/g സൈദ്ധാന്തിക ശേഷി.

- എന്ന പ്രശ്‌നം, ഞാൻ ഈ വ്യവസായത്തിൽ തുടങ്ങിയത് മുതൽ "ഏതാണ്ട് പരിഹരിച്ച" പ്രശ്‌നമാണിത് - നിങ്ങൾ ലിത്തിയേറ്റ് ചെയ്യുമ്പോൾ സിലിക്കൺ ഏകദേശം 300% വികസിക്കുന്നു എന്നതാണ്. കണങ്ങൾ അക്ഷരാർത്ഥത്തിൽ പിളർന്നു. ഒരു കോൺക്രീറ്റ് ബ്ലോക്കിനുള്ളിൽ ഒരു ബലൂൺ വീർപ്പിക്കുന്നത് സങ്കൽപ്പിക്കുക. കോൺക്രീറ്റ് വളയുന്നില്ല, അത് പൊട്ടുന്നു.

ടെസ്‌ല ഇപ്പോൾ ഗ്രാഫൈറ്റിനൊപ്പം കുറച്ച് സിലിക്കൺ ഉപയോഗിക്കുന്നു. ഒരുപക്ഷേ 5-10% സിലിക്കൺ? ഇത് 8% ആണെന്ന് ഞാൻ കേട്ടു, പക്ഷേ എനിക്ക് തെറ്റായിരിക്കാം. ഇത് ഒരു ചെറിയ തുകയാണ് എന്നതാണ് കാര്യം. എല്ലാ സ്റ്റാർട്ടപ്പുകളുടെയും സീരീസ് എ പിച്ച് ഡെക്ക് അവകാശപ്പെട്ടിട്ടും ശുദ്ധമായ സിലിക്കൺ ആനോഡുകൾ ഇപ്പോഴും തയ്യാറായിട്ടില്ല.

കാഥോഡ് (പോസിറ്റീവ് വശം):

അയ്യോ കുട്ടി. 6 വ്യത്യസ്‌ത കാഥോഡ് കെമിസ്ട്രികൾ ഉള്ളതിനാൽ ഇവിടെയാണ് ഇത് കുഴപ്പത്തിലാകുന്നത്, കൂടാതെ ഏതാണ് മികച്ചതെന്ന് എല്ലാവർക്കും അഭിപ്രായമുണ്ട്, അവയെല്ലാം തെറ്റാണ്, കാരണം ഇത് നിങ്ങളുടെ ആപ്ലിക്കേഷനെ ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

1991-ൽ സോണിയിൽ നിന്നുള്ള ഒറിജിനൽ ലിഥിയം കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് - LiCoO₂ ആയിരുന്നു. ഞങ്ങൾ അതിനെ ചുരുക്കത്തിൽ "LCO" എന്ന് വിളിക്കുന്നു. ആരാണ് നിർമ്മിച്ചതെന്നതിനെ ആശ്രയിച്ച് ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത വളരെ മികച്ചതാണ് - 150-200 mAh/g. എന്നാൽ താപ സ്ഥിരത ഭയങ്കരമാണ്. നിങ്ങൾ അത് അമിതമായി ചാർജ് ചെയ്യുകയോ അമിതമായി ചൂടാകുകയോ ചെയ്താൽ, ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന ഓക്സിജൻ പുറത്തുവിടുന്നു. ഓക്സിജൻ + ഓർഗാനിക് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് + ചൂട്=മോശം ദിവസം. ഫോണുകൾക്ക് 10 വർഷം നീണ്ടുനിൽക്കേണ്ട ആവശ്യമില്ലാത്തതിനാലും നിങ്ങൾ-10C-ൽ വേഗത്തിൽ ചാർജുചെയ്യാത്തതിനാലും നിങ്ങളുടെ ഫോൺ ഒരുപക്ഷേ LCO ഉപയോഗിക്കുന്നു.

പിന്നെ NMC - നിക്കൽ മാംഗനീസ് കോബാൾട്ട് ഓക്സൈഡ് ഉണ്ട്. ഇതാണ് ഇപ്പോൾ മിക്ക ഇവികളും ഉപയോഗിക്കുന്നത്. നിക്കലിൻ്റെയും മാംഗനീസിൻ്റെയും കോബാൾട്ടിൻ്റെയും അനുപാതം മാറിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. 1:1:1 (തുല്യ ഭാഗങ്ങൾ) ആയി ആരംഭിച്ചു. തുടർന്ന് നിർമ്മാതാക്കൾ 5: 3: 2 ലേക്ക് മാറി. പിന്നെ 6:2:2. ഇപ്പോൾ നമ്മൾ ചില ഉയർന്ന സെല്ലുകളിൽ 8:1:1 അല്ലെങ്കിൽ 9:0.5:0.5 പോലെയാണ്.

എന്തുകൊണ്ടാണ് ഷിഫ്റ്റ്? കോബാൾട്ട് വിലയേറിയതാണ്. ശരിക്കും ചെലവേറിയത് പോലെ. കൂടാതെ ഡിആർസി (ഡെമോക്രാറ്റിക് റിപ്പബ്ലിക് ഓഫ് കോംഗോ) യിൽ നിന്നാണ് കൂടുതൽ കോബാൾട്ടുകളും വരുന്നത്, അവിടെ ഖനന സാഹചര്യം... സങ്കീർണ്ണമാണ്. ബാലവേല, സുരക്ഷിതമല്ലാത്ത സാഹചര്യങ്ങൾ, മുഴുവൻ കുഴപ്പം. അതുകൊണ്ട് എല്ലാവരും കൊബാൾട്ട് കുറച്ച് ഉപയോഗിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു.

കൂടുതൽ നിക്കൽ=കൂടുതൽ ശേഷി എന്നാൽ താപ സ്ഥിരത കുറവാണ്. കൂടുതൽ മാംഗനീസ്=വിലകുറഞ്ഞതും കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളതും എന്നാൽ ശേഷി കുറവാണ്. കൂടുതൽ കോബാൾട്ട്=കൂടുതൽ സുസ്ഥിരവും മികച്ചതുമായ സൈക്കിൾ ജീവിതവും എന്നാൽ $$$ ഉം ധാർമ്മിക പ്രശ്നങ്ങളും.

ഇത് എല്ലായ്‌പ്പോഴും-വ്യാപാരമാണ്. എപ്പോഴും. ഇതിനെക്കുറിച്ച് ഉൽപ്പന്ന മാനേജർമാരുമായി എനിക്ക് ധാരാളം തർക്കങ്ങൾ ഉണ്ടായിരുന്നു. ഉയർന്ന ഊർജ സാന്ദ്രതയും ദീർഘമായ സൈക്കിൾ ജീവിതവും കുറഞ്ഞ ചെലവും നല്ല സുരക്ഷയും അവർ ആഗ്രഹിക്കുന്നു. നിങ്ങൾക്ക് രണ്ടെണ്ണം തിരഞ്ഞെടുക്കാം. ഒരുപക്ഷേ.

NCA - നിക്കൽ കോബാൾട്ട് അലൂമിനിയവും ഉണ്ട്. ടെസ്‌ല അവരുടെ ദീർഘ{2}}റേഞ്ച് പായ്ക്കുകളിൽ വർഷങ്ങളോളം ഇത് ഉപയോഗിച്ചു. നെവാഡ ഗിഗാഫാക്‌ടറിയിൽ വെച്ചാണ് പാനസോണിക് അവ നിർമ്മിച്ചത്. ഞാൻ ഒരിക്കൽ മറ്റൊരു ബാറ്ററി ഫാക്ടറിയിൽ പര്യടനം നടത്തി - അതൊന്നുമല്ല, ഒരു എതിരാളിയുടെ സൗകര്യം -, ഡ്രൈ റൂം മാത്രം ഭ്രാന്തായിരുന്നു. എയർ ഹാൻഡ്ലിംഗ് സിസ്റ്റത്തിന് $50+ മില്യൺ ചിലവാകും. എല്ലാം -40 ഡിഗ്രി മഞ്ഞു പോയിൻ്റിൽ താഴെയായിരിക്കണം അല്ലെങ്കിൽ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഉപ്പ് ഈർപ്പം ആഗിരണം ചെയ്ത് ഹൈഡ്രോഫ്ലൂറിക് ആസിഡ് ഉണ്ടാക്കുന്നു. HF എന്തും കഴിക്കും. ഗ്ലാസ്, ലോഹം, അസ്ഥി. വൃത്തികെട്ട സാധനങ്ങൾ.

ഓ, LFP - ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ്. ഇത് ഒരു തിരിച്ചുവരവ് നടത്തുകയാണ്. ഇത് സുരക്ഷിതവും kWh-ന് വിലകുറഞ്ഞതും കൂടുതൽ കാലം നിലനിൽക്കുന്നതുമാണ്. LFP സെല്ലുകൾ 80% ശേഷിയിലേക്ക് 5000+ സൈക്കിളുകൾ ചെയ്യുന്നതായി ഞാൻ കേട്ടിട്ടുണ്ട്. ഒരുപക്ഷേ 6000 വരെയാകാം. ന്യൂനമായത് എൻഎംസിക്ക് 120-140 mAh/g vs 180-200 പോലെയുള്ള ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത - കുറവാണ്.

2021-ഓടെ ടെസ്‌ല അവരുടെ സ്റ്റാൻഡേർഡ് റേഞ്ച് മോഡൽ 3-കളിൽ എൽഎഫ്‌പി ഉൾപ്പെടുത്താൻ തുടങ്ങി. ചൈനീസ് വിപണിയാണ് അവ ആദ്യം നേടിയത്. അർത്ഥമാക്കുന്നത് - CATL ആണ് ഏറ്റവും വലിയ LFP നിർമ്മാതാവ്, അവർ ചൈനയിലാണ്.

ചില ആളുകൾ തണുത്ത കാലാവസ്ഥയിൽ LFP റേഞ്ച് നഷ്ടപ്പെടുന്നതായി പരാതിപ്പെടുന്നു. ഇത് എൻഎംസിയെക്കാൾ മോശമാണ്. എന്നാൽ സെല്ലുകൾ വിലകുറഞ്ഞതും കൂടുതൽ കാലം നിലനിൽക്കുന്നതുമാണ്, അതിനാൽ ധാരാളം ആപ്ലിക്കേഷനുകൾക്ക് ഇത് വ്യാപാരം{2}യോഗ്യമാണ്. ഒരു സിറ്റി കാറിനായി ഞാൻ ഒരു LFP പായ്ക്ക് എടുക്കും. ഒരു ദീർഘദൂര ഹൈവേ ക്രൂയിസറിന്

ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്:

ഇത് നടുവിലുള്ള ദ്രാവകമാണ്. ഇത് അയോണുകളെ നടത്തുന്നു, പക്ഷേ ഇലക്ട്രോണുകളല്ല, ഇത് പ്രധാനമാണ്, കാരണം ഇത് ഇലക്ട്രോണുകൾ നടത്തിയാൽ നിങ്ങൾക്ക് ഒരു ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ട് മാത്രമേ ഉണ്ടാകൂ.

സാധാരണയായി ഇത് ജൈവ ലായകങ്ങളിൽ ലയിപ്പിച്ച ലിഥിയം ഹെക്സാഫ്ലൂറോഫോസ്ഫേറ്റ് - LiPF₆ - ആണ്. ലായകങ്ങൾ സാധാരണയായി എഥിലീൻ കാർബണേറ്റ് (ഇസി), ഡൈമെഥൈൽ കാർബണേറ്റ് (ഡിഎംസി) അല്ലെങ്കിൽ ഡൈതൈൽ കാർബണേറ്റ് (ഡിഇസി) എന്നിവയുടെ മിശ്രിതമാണ്.

വിചിത്രമായ ഒരു വിശദാംശം ഇതാ: ഇസി ഊഷ്മാവിൽ ഖരാവസ്ഥയിലാണ്. ദ്രവണാങ്കം ഏകദേശം 36 ഡിഗ്രിയാണ്. അതിനാൽ ശുദ്ധമായ ഇസി ശൈത്യകാലത്ത് മരവിപ്പിക്കും. അതുകൊണ്ടാണ് നിങ്ങൾ ഇത് -70 ഡിഗ്രി അല്ലെങ്കിൽ മറ്റെന്തെങ്കിലും ദ്രാവകാവസ്ഥയിലുള്ള DMC അല്ലെങ്കിൽ DEC എന്നിവയുമായി കലർത്തുന്നത്. മിശ്രിതം ന്യായമായ സാഹചര്യങ്ങളിൽ ദ്രാവകമായി തുടരുന്നു.

ഓർഗാനിക് കാർബണേറ്റുകൾ കത്തുന്നവയുമാണ്. ഗ്യാസോലിൻ{1}}നിരപ്പ് ജ്വലിക്കുന്നതല്ല, പക്ഷേ തീർച്ചയായും കത്തുന്നതാണ്. പൂർണ്ണമായി ചാർജ്ജ് ചെയ്ത ഒരു സെല്ലിലൂടെ ഞങ്ങൾ മനപ്പൂർവ്വം ഒരു നഖം അടിച്ചപ്പോൾ ഒരിക്കൽ ഞാൻ ഒരു നഖം തുളച്ചുകയറുന്ന പരിശോധന കണ്ടു. അത് ആദ്യം വാതകം പുറപ്പെടുവിച്ചു - ഉയർന്നുവരുന്ന ശബ്ദം - പിന്നീട് തീജ്വാലകൾ വെൻറ് ഹോളിനെ പുറത്താക്കി. 2 മീറ്റർ വരെ ഉയരത്തിൽ എത്തി. തെർമൽ ക്യാമറ ഫൂട്ടേജിൻ്റെ അടിസ്ഥാനത്തിൽ മുഴുവൻ സെല്ലും 800 ഡിഗ്രിയിലെത്തി.

അഗ്നിശമനവും എല്ലാം ഉള്ള ഒരു നിയന്ത്രിത പരീക്ഷണമായിരുന്നു അത്. എങ്കിലും ഇപ്പോഴും ഭയമാണ്.

LiPF₆ ഉപ്പ് നരകം പോലെ ഹൈഗ്രോസ്കോപ്പിക് ആണ്. വെള്ളത്തെ സ്നേഹിക്കുന്നു. നനഞ്ഞാൽ അത് എച്ച്എഫ് ആയി ഹൈഡ്രോലൈസ് ചെയ്യുന്നു. അതുകൊണ്ടാണ് വളരെ വരണ്ട മുറികളിൽ ബാറ്ററി നിർമ്മാണം നടക്കുന്നത്. ഞാൻ സംസാരിക്കുന്നത് -40 ഡിഗ്രിയോ അതിൽ താഴെയോ ഉള്ള മഞ്ഞു പോയിൻ്റാണ്. ഡീഹ്യൂമിഡിഫിക്കേഷൻ സിസ്റ്റം സാധാരണയായി ഒരു സെൽ ഫാക്ടറിയിലെ ഏറ്റവും വലിയ ഊർജ്ജ ഉപഭോക്താക്കളിൽ ഒന്നാണ്.

ഒരിക്കൽ ഞാൻ ഒരു സൗകര്യം സന്ദർശിച്ചു, അവിടെ ഡ്രൈ റൂം വരണ്ടതിനാൽ ശ്വസിക്കാൻ ബുദ്ധിമുട്ടായിരുന്നു. നിങ്ങളുടെ മൂക്ക് മിനിറ്റുകൾക്കുള്ളിൽ വരണ്ടുപോകും. അവിടെ ജോലി ചെയ്യുന്നവരെല്ലാം സലൈൻ സ്പ്രേ നിരന്തരം ഉപയോഗിക്കേണ്ടി വന്നു. സുഖകരമായ തൊഴിൽ അന്തരീക്ഷമല്ല.

സെപ്പറേറ്റർ:

മറന്ന ഘടകം. ഇത് ഒരു നേർത്ത പോളിമർ മെംബ്രൺ മാത്രമാണ്, പക്ഷേ ഇത് നിർണായകമാണ്.

സാധാരണയായി പോളിപ്രൊഫൈലിൻ (പിപി) അല്ലെങ്കിൽ പോളിയെത്തിലീൻ (പിഇ). ചിലപ്പോൾ PP{{1}PE{2}}PP ഉള്ള ഒരു ട്രൈലെയർ. കനം സാധാരണയായി 20-25 മൈക്രോൺ ആണ്. അത് മെലിഞ്ഞതാണ്. മനുഷ്യൻ്റെ മുടിയേക്കാൾ കനം കുറഞ്ഞതാണ് (70-100 മൈക്രോൺ).

ഇതിന് 100 നാനോമീറ്റർ വ്യാസമുള്ള - സൂക്ഷ്മ സുഷിരങ്ങളുണ്ട്, അത് അയോണുകളെ കടത്തിവിടുകയും ഇലക്ട്രോണുകളെ തടയുകയും ചെയ്യുന്നു. കൂടാതെ ഇത് ആനോഡും കാഥോഡും ശാരീരികമായി വേർതിരിക്കപ്പെടുന്നു. അവർ=ഷോർട്ട് സർക്യൂട്ടിൽ=സ്പർശിച്ചാൽ മോശം കാര്യങ്ങൾ വേഗത്തിൽ സംഭവിക്കും.

Samsung Galaxy Note 7 തീപിടുത്തം ഓർക്കുന്നുണ്ടോ? 2016. സെപ്പറേറ്റർ കേടുപാടുകൾ കാരണം അത് ഭാഗികമായി. സാംസങ് ബാറ്ററി വളരെ ആക്രമണാത്മകമായി രൂപകൽപ്പന ചെയ്തു. വളരെ മെലിഞ്ഞത്, വളരെ ഇറുകിയ പായ്ക്ക്, വികാസത്തിന് സഹിഷ്ണുതയില്ല. ചില സെല്ലുകളിൽ സെപ്പറേറ്റർ ഒരു മൂലയിൽ വളരെ ശക്തമായി അമർത്തി. ദുർബലമായ സ്ഥലം വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു. ഒടുവിൽ ഒരു പിൻഹോൾ കിട്ടി. ആന്തരിക ഷോർട്ട്. തെർമൽ റൺവേ. തീ.

2.5 ദശലക്ഷം ഫോണുകൾ അവർ തിരിച്ചുവിളിച്ചു. വിമാനങ്ങളിൽ നിന്ന് വിലക്കി. സാംസങ്ങിന് കോടികൾ ചിലവ്. എല്ലാത്തിനും കാരണം കടലാസിനേക്കാൾ കനം കുറഞ്ഞ പ്ലാസ്റ്റിക്കാണ്.

അഗ്രസീവ് ബാറ്ററി ഡിസൈനിനെക്കുറിച്ച് എനിക്ക് അഭിപ്രായങ്ങളുണ്ട്. മത്സരത്തെ തോൽപ്പിക്കാൻ നിർമ്മാതാക്കൾ കനം കുറഞ്ഞതും ഭാരം കുറഞ്ഞതും തള്ളിക്കൊണ്ടിരിക്കുന്നു. പക്ഷേ ഒരു പരിധിയുണ്ട്. നിങ്ങളുടെ ഉൽപ്പന്ന ലോഞ്ച് ഷെഡ്യൂളിനെക്കുറിച്ച് ഭൗതികശാസ്ത്രം ശ്രദ്ധിക്കുന്നില്ല.

ഇത് യഥാർത്ഥത്തിൽ എങ്ങനെ പ്രവർത്തിക്കുന്നു (എല്ലാവരും ഒഴിവാക്കുന്ന ഭാഗം)

ചാർജിംഗ്:

നിങ്ങൾ നിങ്ങളുടെ ഫോൺ പ്ലഗ് ഇൻ ചെയ്യുക. ചാർജർ ഇലക്ട്രോണുകളെ ആനോഡിലേക്ക് നിർബന്ധിക്കുകയും കാഥോഡിൽ നിന്ന് വലിച്ചെടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഇത് കാഥോഡ് ലിഥിയം അയോണുകൾ പുറത്തുവിടുന്നു. അയോണുകൾ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ ആനോഡിലേക്ക് സഞ്ചരിക്കുന്നു. അവ ഗ്രാഫൈറ്റ് ഘടനയിൽ പരസ്പരം ബന്ധിപ്പിച്ചിരിക്കുന്നു.

ഒരു സ്പ്രിംഗ് കംപ്രസ് ചെയ്യുന്നത് പോലെ ചിന്തിക്കുക. ലിഥിയം അയോണുകൾ ആനോഡിൽ സ്വാഭാവികമായി ഉണ്ടാകാൻ ആഗ്രഹിക്കുന്നില്ല - അവ കാഥോഡിൽ കൂടുതൽ സ്ഥിരതയുള്ളവയാണ്. എന്നാൽ വോൾട്ടേജ് പ്രയോഗിച്ച് നിങ്ങൾ അവരെ അവിടെ നിർബന്ധിക്കുകയാണ്. സംഭരിച്ച ഊർജ്ജം.

ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുന്നു:

നിങ്ങൾ അൺപ്ലഗ് ചെയ്‌ത് നിങ്ങളുടെ ഫോൺ ഉപയോഗിക്കുക. സ്പ്രിംഗ് റിലീസ് ചെയ്യുന്നു. ഇലക്ട്രോലൈറ്റിലൂടെ ലിഥിയം അയോണുകൾ കാഥോഡിലേക്ക് തിരികെ ഒഴുകുന്നു. ആനോഡിൽ നിന്ന് കാഥോഡിലേക്ക് നിങ്ങളുടെ ഫോണിൻ്റെ സർക്യൂട്ടിലൂടെ ഇലക്ട്രോണുകൾ ഒഴുകുന്നു. ആ ഇലക്ട്രോൺ പ്രവാഹം നിങ്ങളുടെ ഉപകരണത്തെ ശക്തിപ്പെടുത്തുന്നു.

വോൾട്ടേജ് രസതന്ത്രത്തെയും ചാർജിൻ്റെ അവസ്ഥയെയും ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു. NMC അല്ലെങ്കിൽ NCA-യ്ക്ക്:

പൂർണ്ണമായി ചാർജ്ജ്: ~4.2V

നാമമാത്ര: ~3.7V

പൂർണ്ണമായി ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്തു: ~3.0V

3.0V യിൽ താഴെ പോകരുത് അല്ലെങ്കിൽ അപകടകരമായ ലിഥിയം ലോഹം പൂശാൻ തുടങ്ങുക. 4.2V ന് മുകളിൽ പോകരുത് അല്ലെങ്കിൽ നിങ്ങൾ തെർമൽ റൺഎവേയ്ക്ക് സാധ്യതയുണ്ട്. അതുകൊണ്ടാണ് ബാറ്ററി മാനേജ്മെൻ്റ് സിസ്റ്റങ്ങൾ (ബിഎംഎസ്) നിലനിൽക്കുന്നത്. അവർ വോൾട്ടേജും താപനിലയും കറൻ്റും നിരീക്ഷിക്കുകയും എന്തെങ്കിലും തെറ്റായി തോന്നിയാൽ കാര്യങ്ങൾ ഷട്ട് ഡൗൺ ചെയ്യുകയും ചെയ്യുന്നു.

നല്ല BMS ഡിസൈൻ ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. ശരിക്കും ബുദ്ധിമുട്ടാണ്. നിങ്ങൾക്ക് വേഗത്തിലുള്ള പ്രതികരണ സമയം, കൃത്യമായ സെൻസറുകൾ, അനാവശ്യ സുരക്ഷാ പരിശോധനകൾ എന്നിവ ആവശ്യമാണ്. മാന്യമായ ബാറ്ററിയെ തീപിടുത്തത്തിലേക്ക് മാറ്റുന്നതിനുള്ള ഏറ്റവും വേഗതയേറിയ മാർഗങ്ങളിലൊന്നാണ് വിലകുറഞ്ഞ ബിഎംഎസ്.

പ്രശ്‌നങ്ങൾ (ഓ മനുഷ്യാ, വളരെയധികം പ്രശ്‌നങ്ങളുണ്ട്)

പ്രശ്നം 1: അപചയം അനിവാര്യമാണ്

ഓരോ ചാർജ്ജ്-ഡിസ്ചാർജ് സൈക്കിളും ബാറ്ററിയെ നശിപ്പിക്കുന്നു. ഒഴിവാക്കാനാവാത്തത്. തെർമോഡൈനാമിക്സ്.

ആനോഡ് പ്രതലത്തിൽ രൂപം കൊള്ളുന്ന SEI ലെയർ - സോളിഡ് ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റ് ഇൻ്റർഫേസ് - എന്നൊരു സംഗതിയുണ്ട്. ബാറ്ററി പ്രവർത്തിക്കാൻ ഇത് ശരിക്കും ആവശ്യമാണ്. എന്നാൽ ഇത് കാലക്രമേണ വളരുകയും സജീവമായ ലിഥിയം കഴിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. 500 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം നിങ്ങൾക്ക് 90% ശേഷി ശേഷിക്കും. 1000 ന് ശേഷം 80%. 2000നു ശേഷം... ആശ്രയിച്ചിരിക്കുന്നു.

എനിക്ക് 2015-ൽ നിന്നുള്ള ഒരു മാക്ബുക്ക് ഉണ്ട്, അത് ഇപ്പോഴും 78% ബാറ്ററി ആരോഗ്യം കാണിക്കുന്നു. ഞാൻ കുഞ്ഞാണ്, എന്നിരുന്നാലും - അപൂർവ്വമായി ഇത് 40%-ൽ താഴെ പോകാൻ അനുവദിക്കില്ല, സാധ്യമാകുമ്പോൾ ഇത് പ്ലഗ് ഇൻ ചെയ്യുക, ചൂടുള്ള കാറിൽ ഒരിക്കലും ചാർജ് ചെയ്യുക. എൻ്റെ ഭാര്യക്ക് 2018 മാക്ബുക്ക് ഉണ്ട്, അത് 62% ആരോഗ്യത്തിലാണ്, കാരണം അവൾ അത് കഠിനമായി ഓടുന്നു. ദിവസേന മുഴുവൻ സൈക്കിളുകൾ, ഒറ്റരാത്രികൊണ്ട് ചാർജുചെയ്യുന്നു, ചൂടുള്ളപ്പോൾ അവളുടെ മടിയിൽ അത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. നിങ്ങൾ ബാറ്ററിയെ എങ്ങനെ കൈകാര്യം ചെയ്യുന്നു എന്നത് വളരെ പ്രധാനമാണ്.

കാഥോഡും നശിക്കുന്നു. ഉയർന്ന-നിക്കൽ NMC പ്രത്യേകിച്ച് മോശമാണ്. 4.3V ന് മുകളിലുള്ള കാഥോഡ് ഉപരിതലം ഇലക്ട്രോലൈറ്റുമായി പ്രതിപ്രവർത്തിക്കുന്നു. സംക്രമണ ലോഹ അയോണുകൾക്ക് (നിക്കൽ, മാംഗനീസ്, കോബാൾട്ട്) പിരിച്ചുവിടാനും ആനോഡിലേക്ക് മൈഗ്രേറ്റ് ചെയ്യാനും കഴിയും, അവിടെ അവ SEI-യെ കുഴപ്പത്തിലാക്കുന്നു. കാഥോഡ് ഡെൻസിഫിക്കേഷൻ എന്ന് വിളിക്കപ്പെടുന്ന ഒരു സംഗതിയും ഉണ്ട്, അവിടെ ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന സാവധാനം ഒതുങ്ങുകയും സുഷിരം നഷ്ടപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.

ഇത് ശരിക്കും തടയാൻ കഴിയില്ല. അത് രസതന്ത്രം മാത്രമാണ്. എൻട്രോപ്പി എപ്പോഴും വിജയിക്കുന്നു.

പ്രശ്നം 2: താപനില എല്ലാം നശിപ്പിക്കുന്നു

0 ഡിഗ്രിയിൽ താഴെയുള്ള ഇലക്ട്രോലൈറ്റിന് തണുത്ത തേൻ പോലെ വിസ്കോസ് ലഭിക്കുന്നു. അയോൺ ഗതാഗതം മന്ദഗതിയിലാകുന്നു. നിങ്ങൾക്ക് -10 ഡിഗ്രിയിൽ 20-30% ശേഷി നഷ്ടപ്പെട്ടേക്കാം. അതിലും മോശം, നിങ്ങൾ ഒരു തണുത്ത ബാറ്ററി വേഗത്തിൽ ചാർജ് ചെയ്യാൻ ശ്രമിക്കുകയാണെങ്കിൽ, നിങ്ങൾ ആനോഡിന് പകരം മെറ്റാലിക് ലിഥിയം പ്ലേറ്റ് ചെയ്യും. അത് ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു - ലിഥിയം ലോഹത്തിൻ്റെ സൂചി പോലുള്ള ഘടനകൾ വളരുകയും ഒടുവിൽ സെപ്പറേറ്ററിനെ തുളയ്ക്കുകയും ചെയ്യും. ആന്തരിക ഷോർട്ട്. തീ.

40-45 ഡിഗ്രിക്ക് മുകളിൽ, എല്ലാ ഡീഗ്രഡേഷൻ പ്രതികരണങ്ങളും ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നു. റൂൾ ഓഫ് തമ്പ്: ഓരോ 10 ഡിഗ്രി വർദ്ധനവും പ്രതികരണ നിരക്ക് ഇരട്ടിയാക്കുന്നു. അതിനാൽ 45 ഡിഗ്രിയിലുള്ള ബാറ്ററി 25 ഡിഗ്രിയേക്കാൾ 4 മടങ്ങ് വേഗത്തിൽ ഡീഗ്രേഡ് ചെയ്യുന്നു.

ഞാൻ ടെക്സാസിലാണ് താമസിക്കുന്നത്. വേനൽക്കാല താപനില 100 ഡിഗ്രി F+ (38 ഡിഗ്രി +) എത്തി. ചൂട് എക്സ്പോഷർ കാരണം 3 വർഷത്തിനുള്ളിൽ 15% ശേഷി നഷ്ടപ്പെട്ട EV ബാറ്ററികൾ ഞാൻ കണ്ടിട്ടുണ്ട്. അതേസമയം, മിനസോട്ടയിലെ EV-കൾ വേനൽക്കാലത്ത് - കഷ്ടിച്ച് നശിക്കുന്നു, പക്ഷേ തണുപ്പ് കാരണം ശൈത്യകാലത്ത് റേഞ്ച് നഷ്ടപ്പെടും. ജയിക്കാനാവില്ല.

അനുയോജ്യമായ പ്രവർത്തന താപനില 20-25 ഡിഗ്രിയാണ്. യഥാർത്ഥ ലോകത്ത് അത് നിലനിർത്താൻ ഭാഗ്യം.

പ്രശ്നം 3: ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് അന്തർലീനമായി പ്രശ്നകരമാണ്

ഒരു പെട്രോൾ പമ്പ് പോലെ 10-മിനിറ്റ് EV ചാർജിംഗ് എല്ലാവർക്കും വേണം. എന്നാൽ ഒരു ബാറ്ററിയിലൂടെ വൻതോതിൽ വൈദ്യുതി തള്ളുന്നത് താപം സൃഷ്ടിക്കുന്നു. I²R നഷ്ടങ്ങൾ - നിലവിലെ സ്ക്വയർ തവണ പ്രതിരോധം. പ്രതിരോധം ചെറുതാണെങ്കിലും പൂജ്യമല്ല. 250kW ചാർജിംഗിൽ നിങ്ങൾ ഗണ്യമായ താപം സൃഷ്ടിക്കുന്നു.

ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് ഇലക്‌ട്രോഡ് മെറ്റീരിയലുകളെ യാന്ത്രികമായി സമ്മർദ്ദത്തിലാക്കുന്നു. ഘടനയിലൂടെ വേഗത്തിൽ നീങ്ങാൻ അയോണുകളെ നിർബന്ധിക്കുന്നു. കാലക്രമേണ വിള്ളലുകൾക്കും കണിക ഒടിവുകൾക്കും കാരണമാകും.

ടെസ്‌ല സൂപ്പർചാർജറുകൾക്ക് (V3) 250kW പീക്ക് ചെയ്യാൻ കഴിയും. എന്നാൽ അവ വേഗത്തിൽ കുറയുന്നു. 5 മിനിറ്റ് നേരത്തേക്ക് 250kW, പിന്നെ 150kW, പിന്നെ 100kW, പിന്നെ 50kW. അതാണ് കോശങ്ങളെ സംരക്ഷിക്കുന്ന ബിഎംഎസ്.

പോർഷെ, ഹ്യുണ്ടായ് എന്നിവയിൽ നിന്നുള്ള പുതിയ 800V സിസ്റ്റങ്ങൾക്ക് 350kW കഴിയും. എന്നാൽ ചുരുക്കത്തിൽ മാത്രം. ഭൗതികശാസ്ത്രം ഭൗതികശാസ്ത്രമാണ്.

ഫാസ്റ്റ്-ചാർജ്ജ്-ഒപ്റ്റിമൈസ് ചെയ്ത ഇലക്ട്രോഡ് ഡിസൈനുകളെക്കുറിച്ച് ഗവേഷണമുണ്ട്. കനം കുറഞ്ഞ ഇലക്ട്രോഡുകൾ, ചെറിയ കണങ്ങൾ, മെച്ചപ്പെട്ട പൂശുന്നു. അത് സഹായിക്കുന്നു. എന്നാൽ നിങ്ങൾക്ക് തെർമോഡൈനാമിക്സ് വഞ്ചിക്കാൻ കഴിയില്ല.

പ്രശ്നം 4: തീ

ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ പലപ്പോഴും തീപിടിക്കാറില്ല. ഗ്യാസോലിൻ കാറുകളേക്കാൾ വളരെ കുറവാണ്. എന്നാൽ അവർ ചെയ്യുമ്പോൾ അത് നാടകീയമാണ്.

തെർമൽ റൺവേ. ഒരു സെൽ ഒരു നിർണ്ണായക താപനിലയിൽ എത്തിയാൽ - രസതന്ത്രം അനുസരിച്ച് വ്യത്യാസപ്പെടുന്നു, 150-200 ഡിഗ്രി - എക്സോതെർമിക് പ്രതികരണങ്ങൾ ആരംഭിക്കുന്നു. SEI വിഘടിക്കുന്നു. സെപ്പറേറ്റർ ഉരുകുന്നു. ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് തിളച്ചുമറിയുന്നു. കാഥോഡ് ഓക്സിജൻ പുറത്തുവിടുന്നു. ഓരോ പ്രതിപ്രവർത്തനവും താപം ഉത്പാദിപ്പിക്കുന്നു, അത് കൂടുതൽ പ്രതികരണങ്ങൾക്ക് കാരണമാകുന്നു. പോസിറ്റീവ് ഫീഡ്ബാക്ക് ലൂപ്പ്.

സാധാരണ തീ പോലെ വെള്ളം കൊണ്ട് കെടുത്താൻ പറ്റില്ല. ഞാൻ അർത്ഥമാക്കുന്നത് തണുപ്പിക്കാൻ നിങ്ങൾക്ക് അതിൽ വെള്ളം ഒഴിക്കാം, എന്നാൽ സെൽ ആന്തരികമായി ചൂട് സൃഷ്ടിക്കുന്നു. അഗ്നിശമന വകുപ്പുകൾ ഇവി തീപിടുത്തങ്ങളെ വെറുക്കുന്നു. കെടുത്താൻ മണിക്കൂറുകളെടുക്കും. പിന്നീട് വീണ്ടും ജ്വലിക്കാം.

ആധുനിക സെല്ലുകൾക്ക് സുരക്ഷാ സവിശേഷതകൾ ഉണ്ട്. ചൂടാക്കുമ്പോൾ അടയ്ക്കുന്ന ഷട്ട്ഡൗൺ സെപ്പറേറ്ററുകൾ. പ്രഷർ വെൻ്റുകൾ. നിലവിലെ തടസ്സങ്ങൾ. താപ ഫ്യൂസുകൾ. കൂടാതെ ബിഎംഎസ് എല്ലാം നിരീക്ഷിക്കുന്നു.

എന്നിട്ടും ചിലപ്പോൾ സംഭവിക്കാറുണ്ട്. സ്ഥിതിവിവരക്കണക്കുകൾ പ്രകാരം EV-കൾ ഗ്യാസ് കാറുകളേക്കാൾ സുരക്ഷിതമാണെങ്കിലും ഓരോ തവണയും വാർത്തകൾ സൃഷ്ടിക്കുന്നു. PR പ്രശ്നം.

പ്രശ്നം 5: കോബാൾട്ട് ധാർമ്മികത

70% കോബാൾട്ടും ഡിആർസിയിൽ നിന്നാണ്. മോശം തൊഴിൽ സാഹചര്യങ്ങളുള്ള കരകൗശല ഖനികളിൽ നിന്ന് ധാരാളം. ബാലവേല റിപ്പോർട്ടുകൾ. പരിസ്ഥിതി നാശം. അതൊരു കുഴപ്പമാണ്.

എല്ലാവരും കൊബാൾട്ട് കുറച്ച് ഉപയോഗിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നു. ഉയർന്ന-നിക്കൽ NMC വളരെ കുറച്ച് മാത്രമേ ഉപയോഗിക്കുന്നുള്ളൂ. LFP പൂജ്യം ഉപയോഗിക്കുന്നു. എന്നാൽ കോബാൾട്ട് കാഥോഡ് ഘടനയെ സ്ഥിരപ്പെടുത്തുന്നു. ഇത് കൂടാതെ നിങ്ങൾക്ക് മികച്ച തെർമൽ മാനേജ്മെൻ്റും കർശനമായ വോൾട്ടേജ് പരിധികളും ആവശ്യമാണ്.

കോബാൾട്ടിൻ്റെ വിലയും ഭ്രാന്താണ്. 2016-ൽ $30k/ton-ന് താഴെ. 2018-ൽ $90k+ ആയി ഉയർന്നു. 2020-ൽ $25k ആയി കുറഞ്ഞു. ഇപ്പോൾ ഏകദേശം $35k/ton. നിങ്ങളുടെ അസംസ്‌കൃത വസ്തുക്കളുടെ വില 3 മടങ്ങ് ചാഞ്ചാടുമ്പോൾ നിങ്ങൾ എങ്ങനെ ഉൽപ്പാദനം ആസൂത്രണം ചെയ്യും?

പ്രശ്നം 6: വിതരണ ശൃംഖലയിലെ കുഴപ്പം

2021-2022 ൽ ലിഥിയം വില തീർത്തും നഷ്‌ടമായി. 2020-ൽ $6k/ton. 2022-ൻ്റെ അവസാനത്തിൽ $80k/ton എന്ന നിലയിൽ ഉയർന്നു. 2024-ൽ $12k/ton. ആയി കുറഞ്ഞു. ഇപ്പോൾ 2025-ൽ ഏകദേശം $15k/ton.

ഓസ്‌ട്രേലിയയിൽ നിന്നോ (ഹാർഡ് റോക്ക് ഖനനം) അല്ലെങ്കിൽ തെക്കേ അമേരിക്കയിൽ നിന്നോ (ചിലി/അർജൻ്റീന/ബൊളീവിയയിലെ - "ലിഥിയം ട്രയാംഗിൾ" ലെ ഉപ്പുവെള്ളത്തിൽ നിന്നുള്ള ഉപ്പുവെള്ളം വേർതിരിച്ചെടുക്കൽ) നിന്നാണ് ലിഥിയം കൂടുതലും വരുന്നത്. എന്നാൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ പ്രോസസ്സിംഗ് നടക്കുന്നത് ചൈനയിലാണ്. ആഗോള ലിഥിയം ശുദ്ധീകരണ ശേഷിയുടെ 75% പോലെ.

ആഗോള സെൽ ഉൽപ്പാദനത്തിൻ്റെ - 75% ബാറ്ററി നിർമ്മാണവും ചൈന നിയന്ത്രിക്കുന്നു. ആനോഡ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ 90% (ഗ്രാഫൈറ്റ് പ്രോസസ്സിംഗ്).

അതുകൊണ്ടാണ് യുഎസും യൂറോപ്പും ആഭ്യന്തര വിതരണ ശൃംഖല നിർമ്മിക്കാൻ ശ്രമിക്കുന്നത്. പക്ഷേ അത് മന്ദഗതിയിലാണ്. ഒരു ജിഗാഫാക്‌ടറി നിർമ്മിക്കാൻ വർഷങ്ങളെടുക്കും. അപ്‌സ്ട്രീം വിതരണ ശൃംഖല നിർമ്മിക്കാൻ കൂടുതൽ സമയമെടുക്കും.

ബാറ്ററി-ഗ്രേഡ് ലിഥിയം വളരെ ശുദ്ധമായിരിക്കണം. 0.01% മാലിന്യങ്ങൾ കുറവാണ്. ശുദ്ധീകരണത്തിൻ്റെ ആ നില വിലകുറഞ്ഞതോ വേഗതയുള്ളതോ അല്ല.

എന്തുകൊണ്ടാണ് ഞങ്ങൾ ലിഥിയം-അയോണിൽ കുടുങ്ങിയിരിക്കുന്നത് (ഇപ്പോൾ)

ഞാൻ ഇപ്പോൾ പരാതിപ്പെട്ടതെല്ലാം ഉണ്ടായിരുന്നിട്ടും, വാണിജ്യാടിസ്ഥാനത്തിൽ ലിഥിയം-അയൺ ഇപ്പോഴും മികച്ച ഓപ്ഷനാണ്.

ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത: സെൽ തലത്തിൽ 250-300 Wh/kg. കൂളിംഗും ഘടനയും ബിഎംഎസും ചേർത്ത ശേഷം പായ്ക്ക് തലത്തിൽ 160-180 Wh/kg ആയിരിക്കാം. പരിഹാസ്യമായ ഭാരമില്ലാത്ത 300+ മൈൽ EV-കൾക്ക് ഇത് മതിയാകും.

താരതമ്യം ചെയ്യുക:

ലെഡ്-ആസിഡ്: 30-50 Wh/kg (ഭക്ഷണം പോലെ കനത്തത്)

NiMH: 60-120 Wh/kg (പ്രിയസ് ഉപയോഗിച്ചത്)

NiCd: 40-60 Wh/kg (വിഷവും, കൂടുതലും ഘട്ടംഘട്ടമായി ഒഴിവാക്കിയിരിക്കുന്നു)

നിർമ്മാണം പക്വതയുള്ളതാണ്. ഡസൻ കണക്കിന് വിതരണക്കാർ. ഒന്നിലധികം ജിഗാ ഫാക്ടറികൾ. വിതരണ ശൃംഖലകൾ സ്ഥാപിച്ചു. സാമ്പത്തിക ശാസ്ത്രം.

ടെസ്‌ലയുടെ നെവാഡ ജിഗാഫാക്‌ടറി പ്രതിവർഷം 35 GWh ലക്ഷ്യമിടുന്നു. 500k+ EV-കൾക്ക് ഇത് മതിയാകും. ചൈനയിലെ CATL ഇതിലും കൂടുതൽ ചെയ്യുന്നു - ഞാൻ കരുതുന്നു 200+ GWh/വർഷം? ഒരുപക്ഷേ 300? എനിക്ക് പരിശോധിക്കണം.

എല്ലാ ഇൻഫ്രാസ്ട്രക്ചറും ലിഥിയം-അയോണും അനുമാനിക്കുന്നു. ചാർജിംഗ് മാനദണ്ഡങ്ങൾ (CCS, NACS, CHAdeMO). BMS അൽഗോരിതങ്ങൾ. സുരക്ഷാ ചട്ടങ്ങൾ. റീസൈക്ലിംഗ് പ്രക്രിയകൾ. എല്ലാം പുനർരൂപകൽപ്പന ചെയ്യാതെ മറ്റൊരു രസതന്ത്രത്തിൽ സ്വാപ്പ് ചെയ്യാൻ കഴിയില്ല.

ആത്യന്തികമായി അതിനെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയുന്നതെന്താണ്

സോളിഡ്{0}}നിലയുള്ള ബാറ്ററികൾ:ലിക്വിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സോളിഡ് സെറാമിക് അല്ലെങ്കിൽ ഗ്ലാസ് അല്ലെങ്കിൽ സൾഫൈഡ് മെറ്റീരിയൽ ഉപയോഗിച്ച് മാറ്റിസ്ഥാപിക്കുക. പ്രയോജനങ്ങൾ: ചോർച്ചയില്ല, തീപിടുത്ത സാധ്യത കുറവാണ്, ഉയർന്ന ഊർജ്ജ സാന്ദ്രതയ്ക്ക് ലിഥിയം മെറ്റൽ ആനോഡുകൾ ഉപയോഗിക്കാം.

QuantumScape, Solid Power, Toyota, Samsung - എല്ലാവരും അതിൽ പ്രവർത്തിക്കുന്നു. QuantumScape 800+ സൈക്കിളുകളുള്ള ലാബ് സെല്ലുകളിൽ 800 Wh/kg ക്ലെയിം ചെയ്യുന്നു. സത്യമാണെങ്കിൽ ശ്രദ്ധേയമാണ്.

പ്രശ്നങ്ങൾ: സോളിഡ് ഇലക്ട്രോലൈറ്റും ഇലക്ട്രോഡുകളും തമ്മിലുള്ള ഇൻ്റർഫേസ് പ്രതിരോധം. മെറ്റീരിയലുകൾ വികസിക്കുമ്പോൾ/ചുരുങ്ങുമ്പോൾ ആയിരക്കണക്കിന് സൈക്കിളുകളിൽ നല്ല ബന്ധം നിലനിർത്താൻ പ്രയാസമാണ്. മിക്ക ഖര ഇലക്‌ട്രോലൈറ്റുകളും പൊട്ടുന്ന - ഡെൻഡ്രൈറ്റുകൾക്ക് അവയിലൂടെ പൊട്ടാൻ കഴിയും. സ്കെയിലിലുള്ള നിർമ്മാണം പൂർണ്ണമായും തെളിയിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല.

2030-ന് മുമ്പ് ഞങ്ങൾ ഇത് മുഖ്യധാരാ കാറുകളിൽ കാണുമോ എന്ന് എനിക്ക് സംശയമുണ്ട്. ആർക്കെങ്കിലും ഒരു വഴിത്തിരിവ് ഉണ്ടായാൽ 2028 ആവാം. എന്നാൽ ഒരുപക്ഷേ പിന്നീട്. കഴിഞ്ഞ 10 വർഷമായി "സോളിഡ്-സംസ്ഥാനം 5 വർഷം അകലെയാണ്" എന്ന് ഞാൻ കേൾക്കുന്നു.

ലിഥിയം{0}}സൾഫർ:2600 Wh/kg എന്ന സൈദ്ധാന്തിക ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത. സൾഫർ വിലകുറഞ്ഞതും സമൃദ്ധവുമാണ്.

പ്രശ്നം: പോളിസൾഫൈഡ് ഷട്ടിൽ പ്രഭാവം. ഇൻ്റർമീഡിയറ്റ് ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ ഇലക്ട്രോലൈറ്റിൽ ലയിക്കുന്നതിനാൽ ദ്രുത ശേഷി മങ്ങുന്നു. 50 സൈക്കിളുകൾക്ക് ശേഷം ബാറ്ററി ടോസ്റ്റ് ആണ്.

ഇത് 20+ വർഷമായി "ഏതാണ്ട് പരിഹരിച്ചിരിക്കുന്നു". ഇപ്പോഴും അവിടെ ഇല്ല.

സോഡിയം-അയോൺ:യഥാർത്ഥത്തിൽ ഇപ്പോൾ നടക്കുന്നത്. CATL 2023-ൽ ഉത്പാദനം ആരംഭിച്ചു. BYD അതിനായി പ്രവർത്തിക്കുന്നു.

സോഡിയം എല്ലായിടത്തും ഉണ്ട് (കടൽ വെള്ളം). ലിഥിയത്തേക്കാൾ വില കുറവാണ്. സമാനമായ നിർമ്മാണ ഉപകരണങ്ങൾ ഉപയോഗിക്കാം.

എന്നാൽ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത കുറവാണ്: ലിഥിയം-അയോണിന് 150-160 Wh/kg vs 250-300.

സ്റ്റേഷണറി സ്റ്റോറേജിനും ബജറ്റ് ഇവികൾക്കും അർത്ഥമുണ്ട്. പ്രീമിയം ഉൽപ്പന്നങ്ങളിൽ ലിഥിയം{1}}അയോണിനെ ഉടൻ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കില്ല.

ലിഥിയം മെറ്റൽ ആനോഡുകൾ:ഗ്രാഫൈറ്റിന് പകരം ലിഥിയം ലോഹം ഉപയോഗിക്കുക. ദ്രാവക ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സൂക്ഷിക്കുക. സെൽ തലത്തിൽ 400-500 Wh/kg എത്താം.

ഡെൻഡ്രൈറ്റ് പ്രശ്നം നിലനിൽക്കുന്നു. ഓരോരുത്തർക്കും അവരുടേതായ പരിഹാര - കോട്ടിംഗുകൾ, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് അഡിറ്റീവുകൾ മുതലായവയുണ്ട്. ആരാണ് ആദ്യം വിജയിക്കുകയെന്ന് നമുക്ക് നോക്കാം.

ഓ പിന്നെലിഥിയം പോളിമർ ബാറ്ററികൾ- ഒരുപക്ഷേ അവ പരാമർശിക്കേണ്ടതാണ്. അവർ ദ്രാവകത്തിന് പകരം ജെൽ അല്ലെങ്കിൽ സോളിഡ് പോളിമർ ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് ഉപയോഗിക്കുന്നു. കനം കുറഞ്ഞ, ഭാരം കുറഞ്ഞ, കൂടുതൽ വഴക്കമുള്ള രൂപങ്ങൾ. നിങ്ങളുടെ വയർലെസ് ഇയർബഡുകളിൽ ഒന്ന് ഉണ്ടായിരിക്കാം. ദ്രാവകത്തേക്കാൾ അൽപ്പം സുരക്ഷിതമാണ്, എന്നാൽ ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത ഏതാണ്ട് തുല്യമാണ്. ഇത് ഇപ്പോഴും ലിഥിയം-അയൺ സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്, വ്യത്യസ്തമായി പാക്കേജ് ചെയ്‌തിരിക്കുന്നു. മാർക്കറ്റിംഗ് ഡിപ്പാർട്ട്‌മെൻ്റുകൾ അവരെ "LiPo" എന്ന് വിളിക്കാൻ ഇഷ്ടപ്പെടുന്നു, ഇത് ചില വിപ്ലവകരമായ കാര്യമാണ്. ഇതല്ല.