Bataraidh Li-ion
Clàr-innse
Is e seòrsa de bataraidh lithium a th ’ann am bataraidh lithium-ion no bataraidh lithium-ion
Teicneòlasan a tha a ’tighinn am bàrr airson e-gluasad
Fònaichean sgairteil, camarathan air bòrd, drones, innealan cumhachd, baidhsagal-motair dealain, scooters ... tha bataraidhean lithium uile-làthaireach nar beatha làitheil an-diugh agus tha iad air iomadh cleachdadh atharrachadh. Ach dè a bheir iad leotha agus an urrainn dhaibh a thighinn air adhart?
История
B ’ann anns na 1970n a chaidh am bataraidh lithium-ion a thoirt a-steach le Stanley Whittingham. Leanaidh obair an fheadhainn mu dheireadh le John B. Goodenough agus Akiro Yoshino ann an 1986. Cha b ’ann gu 1991 a chuir Sony a’ chiad bataraidh de a sheòrsa air bhog air a ’mhargaidh agus thòisich iad tionndadh teicneòlach. Ann an 2019, fhuair triùir cho-innleadairean an Duais Nobel ann an Ceimigeachd.
Ciamar a dh'obraicheas e?
Is e bataraidh lithium-ion pacaid de ghrunn cheallan lithium-ion a bhios a ’stòradh agus a’ tilleadh lùth dealain. Tha bataraidh stèidhichte air trì prìomh phàirtean: dealan adhartach, ris an canar catod, electrod àicheil, ris an canar anod, agus electrolyte, fuasgladh seoltachd.
Nuair a thèid am bataraidh a leigeil ma sgaoil, bidh an anod a ’sgaoileadh electronan tron electrolyte chun catod, a bhios an uair sin ag iomlaid ions dearbhach. Bidh gluasad ag atharrachadh fhad ‘s a tha e a’ cur cosgais.
Mar sin, tha am prionnsapal obrachaidh fhathast an aon rud ris a ’bhataraidh“ luaidhe ”, ach a-mhàin an seo gu bheil catode cobalt oxide a’ dol an àite luaidhe agus luaidhe ocsaid nan electrodan, a tha a ’toirt a-steach beagan lili agus anode grafite. Mar an ceudna, bidh searbhag sulfuric no amar uisge a ’toirt seachad electrolyte de shalainn lithium.
Tha an electrolyte a thathar a ’cleachdadh an-diugh ann an cruth lionn, ach tha rannsachadh a’ gluasad a dh ’ionnsaigh electrolyte cruaidh, nas sàbhailte agus nas seasmhaiche.
buannachdan
Carson a tha am bataraidh lithium-ion air a dhol an àite a h-uile duine eile anns an 20 bliadhna a dh ’fhalbh?
Tha am freagairt sìmplidh. Tha am bataraidh seo a ’toirt seachad dùmhlachd lùth sàr-mhath agus mar sin a’ toirt seachad an aon choileanadh airson sàbhalaidhean cuideam an coimeas ri luaidhe, nicil ...
Tha fèin-sgaoileadh an ìre mhath ìosal aig na bataraidhean sin cuideachd (10% gach mìos aig a ’char as àirde), gun chumail suas agus chan eil buaidh cuimhne aca.
Mu dheireadh, ma tha iad nas daoire na seann theicneòlasan bataraidh, tha iad nas saoire na lithium polymer (Li-Po) agus bidh iad nas èifeachdaiche na lithium phosphate (LiFePO4).
uireasbhaidhean
Ach, chan eil bataraidhean lithium-ion air leth freagarrach agus, gu sònraichte, bidh barrachd milleadh cealla aca ma thèid an leigeil ma sgaoil gu tur. Mar sin, gus nach caill iad na togalaichean aca ro luath, tha e nas fheàrr an luchdachadh gun a bhith a ’feitheamh riutha a bhith rèidh.
An toiseach, faodaidh am bataraidh droch chunnartan sàbhailteachd adhbhrachadh. Nuair a thèid am bataraidh a luchdachadh cus no tuiteam fo -5 ° C, bidh lithium a ’cruadhachadh tro dendrites bho gach electrod. Nuair a tha an anode agus an catod ceangailte leis na dendrites aca, faodaidh am bataraidh teine a spreadhadh agus spreadhadh. Chaidh mòran chùisean aithris le Nokia, Fujitsu-Siemens no Samsung, thachair spreadhaidhean cuideachd air itealain, agus mar sin an-diugh tha e toirmisgte bataraidh lithium-ion a ghiùlan anns a ’ghabhaltas, agus gu tric bidh bòrd anns a’ chaban cuibhrichte a thaobh cumhachd (toirmisgte gu h-àrd 160 Wh agus le ùmhlachd do chead bho 100 gu 160 Wh).
Mar sin, gus cuir an-aghaidh a ’mhìorbhail seo, tha luchd-saothrachaidh air siostaman smachd dealanach (BMS) a chuir an gnìomh a tha comasach air teòthachd bataraidh a thomhas, a’ riaghladh bholtadh, agus a bhith nan luchd-brisidh ma thachras neo-riaghailteachd. Thathas cuideachd a ’sgrùdadh electrolyte solid no gel polymer cuideachd gus faighinn timcheall air an duilgheadas.
Cuideachd, gus cus a sheachnadh, thèid cosgais bataraidh a dhèanamh nas slaodaiche thar an 20 sa cheud mu dheireadh, agus mar sin chan eil amannan cosgais air an sanasachadh ach aig 80% ...
Ach, tha bataraidh lithium-ion fìor phractaigeach airson a chleachdadh bho latha gu latha a ’toirt buaidh mhòr air an àrainneachd, an toiseach le bhith a’ toirt a-mach lithium, a dh ’fheumas tomhas de reul-eòlas fìor-uisge, agus an uairsin ath-chuairteachadh aig deireadh a bheatha. Ach, tha ath-chuairteachadh no ath-chleachdadh a ’dol suas bho bhliadhna gu bliadhna.
Dè tha an dàn don ian lithium?
Mar a bhios rannsachadh a ’gluasad barrachd is barrachd a dh’ ionnsaigh teicneòlasan eile nach eil cho truaillidh, nas seasmhaiche, nas saoire airson saothrachadh, no nas sàbhailte, a bheil am bataraidh lithium-ion air a chomas a ruighinn?
Cha robh am facal mu dheireadh aig a ’bhataraidh lithium-ion, a tha air a bhith ag obair gu malairteach airson trì deicheadan, agus tha leasachaidhean a’ leantainn air adhart a ’leasachadh dùmhlachd lùtha, astar cosgais, no sàbhailteachd. Chunnaic sinn seo thar nam bliadhnaichean, gu h-àraidh ann an raon charbadan motair dà-chuibhle, far nach robh an scooter ann ach mu leth-cheud cilemeatair 5 bliadhna air ais, tha cuid de bhaidhsagalan-motair a-nis nas àirde na 200 raon raon.
Tha geallaidhean ar-a-mach cuideachd legions mar an electrod carbon Nawa, bataraidh foldable Jenax, teòthachd obrachaidh 105 ° C ann an NGK ...
Gu mì-fhortanach, bidh rannsachadh gu tric a ’coinneachadh ri fìrinn chruaidh prothaid agus riatanasan gnìomhachais. A ’feitheamh ri leasachadh teicneòlas eile, gu sònraichte an lithium-air an dùil, tha àm ri teachd fhathast aig lithium-ion, gu sònraichte ann an saoghal dà-chuibhle dealain, far a bheil lughdachadh cuideam agus lorg-coise nan slatan-tomhais cudromach.
