Kedu ihe bụ batrị lithium ion

1 Kedu ihe bụ batrị lithium ion?

Batrị bụ isi iyi nke ọkụ eletrik nwere otu ma ọ bụ karịa sel electrochemical nwere njikọ mpụga maka ịgbanye ngwaọrụ eletrik Batrị lithium-ion ma ọ bụ batrị Li-ion bụ ụdị batrị enwere ike ịgbanye nke na-eji mbelata ion lithium na-agbanwe agbanwe na-echekwa ike ma bụrụkwa nke a ma ama njupụta ike ha dị elu.

2 Ọdịdị nke batrị lithium ion

Ọtụtụ batrị Li-ion azụmahịa na-eji ogige intercalation dị ka ihe na-arụ ọrụ. Ha na-enwekarị ihe dị iche iche a haziri n'usoro iji kwado usoro electrochemical nke na-enyere batrị aka ịchekwa ma hapụ ike - anode, cathode, electrolyte, separator na onye nchịkọta ugbu a.

Kedu ihe bụ anode?

Dịka akụkụ nke batrị ahụ, anode na-arụ ọrụ dị mkpa n'ikike, ịrụ ọrụ, na ogologo oge nke batrị. Mgbe ị na-akwụ ụgwọ, graphite anode bụ ọrụ maka ịnakwere na ịchekwa ion lithium. Mgbe batrị kwụsịrị, ion lithium na-esi na anode gaa na cathode ka e wee mepụta ọkụ eletrik. N'ozuzu, anode a na-ejikarị eme ihe bụ graphite, nke na ọnọdụ LiC6 zuru oke na-ejikọta ya na ikike kachasị nke 1339 C/g (372 mAh / g) Mana site na mmepe nke teknụzụ, enyochala ihe ọhụrụ dị ka silicon iji meziwanye njupụta ume maka batrị lithium-ion.

Kedu ihe bụ cathode?

Cathode na-arụ ọrụ ịnakwere na wepụta ion lithium akwụ ụgwọ nke ọma n'oge okirikiri dị ugbu a. Ọ na-enwekarị usoro dị larịị nke oxide oyi akwa (dị ka lithium cobalt oxide), polyanion (dị ka lithium iron phosphate) ma ọ bụ spinel (dị ka lithium manganese oxide) kpuchie na onye na-anakọta ụgwọ (nke a na-ejikarị aluminum) 

Kedu ihe bụ electrolyte?

Dị ka nnu lithium n'ime ihe mgbaze organic, electrolyte na-eje ozi dị ka ihe ngwọta maka ion lithium ka ọ na-agagharị n'etiti anode na cathode n'oge ịchaji na ịchaji.

Gịnị bụ separator?

Dị ka a mkpa akpụkpọ ahụ ma ọ bụ oyi akwa nke na-abụghị conductive ihe, separator na-arụ ọrụ iji gbochie anode (na-adịghị mma electrode) na cathode (ezigbo electrode) si shorting, ebe ọ bụ na a oyi akwa bụ permeable na lithium ion ma ọ bụghị electrons. Ọ nwekwara ike hụ na ion na-aga n'ihu n'etiti electrodes n'oge ịchaji na nchaji. Ya mere, batrị nwere ike idowe voltaji kwụsiri ike ma belata ihe ize ndụ nke ikpo ọkụ, ọkụ ma ọ bụ mgbawa.

Gịnị bụ onye nchịkọta ugbu a?

Emebere onye na-anakọta ihe ugbu a ka ọ na-anakọta ugbu a site na electrodes batrị na-ebuga ya na sekit mpụga, nke dị mkpa iji hụ na arụmọrụ kacha mma na ogologo ndụ batrị. A na-ejikarị ya eme ya site na mpempe aluminom ma ọ bụ ọla kọpa dị mkpa.

3 Akụkọ mmepe nke batrị lithium ion

Nnyocha na batrị Li-ion nwere ike ịgbanye n'afọ ndị 1960, otu n'ime ihe atụ mbụ bụ batrị CuF2/Li nke NASA mepụtara na 1965 Na nsogbu mmanụ dakwasịrị ụwa na 1970s, ndị nchọpụta tụgharịrị uche ha n'ebe ọzọ isi mmalite nke ike, ya mere, ọganihu nke mepụtara ụdị mbụ nke oge a batrị Li-ion batrị bụ n'ihi na ìhè arọ na elu ike njupụta nke lithium ion batrị. N'otu oge ahụ, Stanley Whittingham nke Exxon chọpụtara na enwere ike itinye lithium ion n'ime ihe ndị dị ka TiS2 iji mepụta batrị nwere ike ịgbanye. 

Ya mere ọ nwara ịgbasa batrị a mana ọ dara n'ihi ọnụ ahịa dị oke ọnụ na ọnụnọ nke lithium dara na sel. N'afọ 1980, a chọtara ihe ọhụrụ na-enye voltaji dị elu ma kwụsie ike na ikuku, nke a ga-eji na batrị Li-ion mbụ azụmahịa, ọ bụ ezie na ọ bụghị, n'onwe ya, dozie nsogbu na-adịgide adịgide nke flammability. N'otu afọ ahụ, Rachid Yazami chepụtara electrode lithium graphite (anode). Ma n'afọ 1991, batrị lithium-ion batrị mbụ nke ụwa malitere ịbanye n'ahịa. N'afọ 2000, ọchịchọ maka batrị lithium-ion mụbara ka ngwaọrụ eletrọnịkị nwere ike ibugharị ghọrọ ewu ewu, nke na-eme ka batrị lithium ion dị nchebe ma dịgidere karị. Ewebata ụgbọ ala eletrik na 2010s, nke mepụtara ahịa ọhụrụ maka batrị lithium-ion 

Mmepe nke usoro mmepụta na ihe ọhụrụ, dị ka silicon anodes na steeti electrolytes siri ike, nọgidere na-eme ka arụmọrụ na nchekwa nke batrị lithium-ion dịkwuo mma. N'oge a, batrị lithium-ion aghọwo ihe dị mkpa na ndụ anyị kwa ụbọchị, ya mere nyocha na mmepe nke ihe ọhụrụ na teknụzụ na-aga n'ihu iji melite arụmọrụ, arụmọrụ, na nchekwa nke batrị ndị a.

4.Thedị nke Lithium Ion batrị

Batrị lithium-ion na-abịa n'ụdị na nha dị iche iche, ọ bụghịkwa ha niile ka emere ka ha nhata. Na-adịkarị, enwere ụdị batrị lithium-ion ise.

l Lithium Cobalt Oxide

A na-arụpụta batrị lithium cobalt oxide site na lithium carbonate na cobalt ma marakwa ya dị ka lithium cobaltate ma ọ bụ lithium-ion batrị batrị. Ha nwere cobalt oxide cathode na graphite carbon anode, na lithium ion na-esi na anode na-akwaga na cathode n'oge a na-ahapụ ya, na-atụgharị na-atụgharị mgbe batrị chajịrị. Banyere ngwa ya, a na-eji ha na ngwaọrụ eletrọnịkị, ụgbọ ala eletrik, na sistemụ nchekwa ike mmeghari ohuru n'ihi ike ha dị elu, ọnụego nnwere onwe dị ala, nnukwu voltaji na-arụ ọrụ na oke okpomọkụ.Ma ṅaa ntị na nchegbu nchekwa metụtara. ka enwere ike ịgba ọsọ ọkụ na enweghị ntụkwasị obi na oke okpomọkụ.

l Lithium manganese oxide

Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) bụ ihe cathode nke a na-ejikarị na batrị lithium-ion. Achọpụtara nkà na ụzụ maka ụdị batrị a na 1980s, na mbipụta mbụ na Bulletin Research Materials na 1983. Otu n'ime uru nke LiMn2O4 bụ na ọ nwere ezigbo nkwụsi ike nke okpomọkụ, nke pụtara na ọ dị obere ka ọ ga-enweta ọsọ ọsọ okpomọkụ, nke dịkwa nchebe karịa ụdị batrị lithium-ion ndị ọzọ. Na mgbakwunye, manganese dị ukwuu ma dịkwa ebe niile, nke na-eme ka ọ bụrụ nhọrọ na-adigide ma e jiri ya tụnyere ihe cathode nwere obere ihe dị ka cobalt. N'ihi ya, a na-ahụkarị ha na akụrụngwa na ngwaọrụ ahụike, ngwaọrụ ọkụ, ọgba tum tum eletrik na ngwa ndị ọzọ. N'agbanyeghị uru ya, nkwụsi ike ịgba ígwè LiMn2O4 dara ogbenye ma e jiri ya tụnyere LiCoO2, nke pụtara na ọ nwere ike ịchọ ka ọ gbanwee ugboro ugboro, ya mere ọ nwere ike ọ gaghị adị mma maka usoro nchekwa nchekwa ike ogologo oge.

l Lithium Iron Phosphate (LFP)

A na-eji Phosphate eme ihe dị ka cathode na batrị lithium iron phosphate, nke a na-akpọkarị batrị li-phosphate. Nguzogide ha dị ala emeela ka nkwụsi ike na nchekwa ha dịkwuo mma Ha bụkwa ndị a ma ama maka ịdịte aka na ogologo ndụ ogologo ndụ, nke na-eme ka ha bụrụ nhọrọ kachasị ọnụ ahịa maka ụdị batrị lithium-ion ndị ọzọ. N'ihi ya, a na-ejikarị batrị ndị a eme ihe na igwe eletrik na ngwa ndị ọzọ na-achọ ogologo ndụ ogologo na nchekwa dị elu. Mana adịghị ike ya na-eme ka ọ sie ike ịmalite ngwa ngwa. Nke mbụ, ma e jiri ya tụnyere ụdị batrị lithium-ion ndị ọzọ, ha na-eri karịa n'ihi na ha na-eji akụrụngwa na-adịghị ahụkebe ma dị oke ọnụ. Na mgbakwunye, batrị lithium iron phosphate nwere obere voltaji arụ ọrụ, nke pụtara na ha nwere ike ọ gaghị adabara maka ngwa ụfọdụ chọrọ voltaji dị elu. Ogologo oge nchaji ya na-eme ka ọ bụrụ ihe ọjọọ na ngwa ndị chọrọ nchaji ngwa ngwa.

l Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)

Batrị lithium nickel manganese Cobalt Oxide, nke a na-akpọkarị batrị NMC, bụ ihe eji arụ ọrụ dị iche iche bụ nke zuru ụwa ọnụ na batrị lithium-ion. A na-agụnye katọde nke ngwakọta nickel, manganese, na cobalt rụrụ Ike ya dị elu, ịrụ ọrụ ịgba ígwè dị mma, na ogologo ndụ ya mere ka ọ bụrụ nhọrọ mbụ na ụgbọ ala eletrik, usoro nchekwa grid, na ngwa ndị ọzọ na-arụ ọrụ dị elu, bụ nke na-enye aka n'ịbawanye ewu ewu nke ụgbọ ala eletrik na usoro ume ọhụrụ. Iji mee ka ikike dịkwuo elu, a na-eji electrolytes ọhụrụ na ihe mgbakwunye na-eme ka ọ nwee ike ịgbaji na 4.4V / cell na elu. Enwere omume na NMC-agwakọta Li-ion ebe ọ bụ na usoro ahụ dị ọnụ ahịa ma na-enye arụmọrụ dị mma. Nickel, manganese, na cobalt bụ ihe atọ na-arụ ọrụ nke nwere ike jikọta ngwa ngwa ka ọ dabara n'ọtụtụ ngwa nke sistemu nchekwa ụgbọ ala na ike (EES) nke chọrọ ịgba ígwè ugboro ugboro.

 Site na nke anyị nwere ike ịhụ ezinụlọ NMC na-aghọwanye iche iche

Otú ọ dị, mmetụta dị n'akụkụ ya nke mgbapụ okpomọkụ, ihe egwu ọkụ na nchegbu gburugburu ebe obibi nwere ike igbochi mmepe ya.

l Lithium Titanate

Lithium titanate, nke a na-akpọkarị li-titanate, bụ ụdị batrị nwere ọnụ ọgụgụ na-arị elu nke ojiji. N'ihi nanotechnology ya dị elu, ọ na-enwe ike ịgba ụgwọ ngwa ngwa ma wepụ ya ka ọ na-ejigide voltaji kwụsiri ike, nke na-eme ka ọ dabara nke ọma maka ngwa ike dị elu dị ka ụgbọ ala eletrik, usoro nchekwa nchekwa azụmahịa na ụlọ ọrụ mmepụta ihe, yana nchekwa ọkwa grid. Tinyere nchekwa ya na ntụkwasị obi ya, enwere ike iji batrị ndị a maka ngwa agha na ngwa ikuku, yana ịchekwa ikuku na ike anyanwụ yana iwu grid smart. Ọzọkwa, dị ka Space Batrị si kwuo, enwere ike iji batrị ndị a n'ọrụ na sistemu ike - nkwado ndabere na mpaghara. Ka o sina dị, batrị lithium titanate na-adịkarị ọnụ karịa batrị lithium-ion omenala n'ihi usoro mmepụta mgbagwoju anya achọrọ iji mepụta ha.

5.The Development Trends nke Lithium Ion batrị

Mmụba zuru ụwa ọnụ nke nrụnye ike mmeghari amụbaala mmepụta ume na-adịte aka, na-ekepụta grid na-enweghị isi. Nke a emeela ka a na-achọ batrị. ebe a na-elekwasị anya na ikuku carbon efu na mkpa ịpụ na mmanụ ọkụ, ya bụ coal, maka mmepụta ọkụ na-eme ka gọọmenti dịkwuo elu iji kpalie ike anyanwụ na ikuku. Nrụnye ndị a na-agbazinye onwe ha na sistemu nchekwa batrị nke na-echekwa oke ike emepụtara. Ya mere, mkpali gọọmentị iji kwalite nrụnye batrị Li-ion na-akwalitekwa mmepe nke batrị lithium ion. Dịka ọmụmaatụ, a na-atụ anya nha ahịa batrị NMC Lithium-Ion zuru ụwa ọnụ ga-eto site na nde US $ na 2022 ruo US $ nde na 2029; A na-atụ anya na ọ ga-eto na CAGR nke % site na 2023 ruo 2029  Na mkpa na-abawanye nke ngwa na-achọ ibu dị arọ na-atụ anya ime batrị lithium ion batrị nke 3000-10000 akụkụ na-eto ngwa ngwa n'oge amụma (2022-2030).

6 Ọnụ ego nke batrị lithium ion

A na-atụ anya na ụlọ ọrụ batrị lithium ion ga-eto site na ijeri $ 51.16 na 2022 ruo $ 118.15 ijeri site na 2030, na-egosipụta ọnụego uto kwa afọ nke 4.72% n'oge amụma amụma (2022-2030), nke dabere n'ọtụtụ ihe.

l Ọgwụgwụ-Onye ọrụ nyocha

Nrụnye ngalaba ọrụ bụ isi ihe na-anya maka sistemụ nchekwa ike batrị (BESS). A na-atụ anya na akụkụ a ga-eto site na ijeri $ 2.25 na 2021 ruo $ 5.99 ijeri na 2030 na CAGR nke 11.5%.  Batrị Li-ion na-egosi CAGR dị elu nke 34.4% n'ihi obere uto ha. Akụkụ nchekwa ebe obibi na azụmahịa bụ mpaghara ndị ọzọ nwere nnukwu ahịa ahịa nke $ 5.51 ijeri na 2030, site na ijeri $ 1.68 na 2021. Ngalaba mmepụta ihe na-aga n'ihu na njem ya na ikuku carbon efu, ebe ụlọ ọrụ na-ekwe nkwa net-efu n'ime afọ iri abụọ na-esote. Ụlọ ọrụ telecom na data center bụ ndị na-ebute ụzọ n'ibelata ikuku carbon na-elekwasị anya na isi mmalite ike ọhụrụ. Ihe niile ga-akwalite mmepe ngwa ngwa nke  batrị lithium ion dị ka ụlọ ọrụ na-achọta ụzọ iji hụ na nkwado ndabere na mpaghara na-edozi ahụ bụ nke a pụrụ ịdabere na ya.

l Ngwaahịa Ụdị Nyocha

N'ihi ọnụ ahịa cobalt dị elu, batrị enweghị cobalt bụ otu n'ime usoro mmepe nke batrị lithium-ion. High-voltaji LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) na elu theoretical ike njupụta bụ otu n'ime ndị kasị ekwe nkwa Co-free cathode ihe na n'ihu. Ọzọkwa, nsonaazụ nnwale ahụ gosipụtara na a na-eme ka ịgba ígwè na arụmọrụ C-ọnụọgụ batrị LNMO dịkwuo mma site na iji electrolyte ọkara siri ike. Enwere ike ịtụpụta nke a na anionic COF nwere ike ịmịnye ike nke Mn3 +/Mn2+ na Ni2+ site na mmekọrịta Coulomb, na-egbochi ịkwaga mbibi ha na anode. Ya mere, ọrụ a ga-aba uru maka ịzụ ahịa nke ihe LNMO cathode.

l Regional Analysis

Eshia-Pacific ga-abụ ahịa batrị lithium-ion kacha akwụ ụgwọ site na 2030, nke akụrụngwa na ụlọ ọrụ na-eduzi. Ọ ga-agafe North America na Europe na ahịa nke $ 7.07 ijeri na 2030, na-eto site na $ 1.24 ijeri na 2021 na CAGR nke 21.3%. North America na Europe ga-abụ ahịa kachasị ukwuu na-esote n'ihi ebumnuche ha iji mebie akụ na ụba ha na grid n'ime afọ iri abụọ na-abịa. LATAM ga-ahụ ọnụego uto kachasị elu na CAGR nke 21.4% n'ihi obere nha ya na ala dị ala.

7 Ihe ị ga-atụle maka batrị lithium ion dị elu

Mgbe ị na-azụta ihe ntụgharị anya anyanwụ, ọ bụghị naanị ọnụahịa na ịdị mma ka a ga-atụle, ekwesịrị iburu n'uche ihe ndị ọzọ.

l Ike Njupụta

Njupụta ike bụ ọnụọgụ ike echekwara kwa otu olu. Njupụta ike dị elu nke nwere obere ibu na nha na-aba ụba karịa n'etiti okirikiri ịchaji.

l  Nchebe

Nchekwa bụ akụkụ ọzọ dị oke mkpa nke batrị lithium-ion kemgbe mgbawa na ọkụ nwere ike ime mgbe ị na-ebufe ma ọ bụ na-ebugharị, ya mere ọ dị mkpa ịhọrọ batrị nwere usoro nchekwa dị mma, dị ka ihe mmetụta okpomọkụ na ihe mgbochi.

l Ụdị

Otu n'ime ihe kachasị ọhụrụ na ụlọ ọrụ batrị lithium-ion bụ mmepụta nke batrị siri ike, nke na-enye ọtụtụ uru dị ka ike dị elu na ogologo ndụ ndụ. Dịka ọmụmaatụ, iji batrị steeti siri ike na ụgbọ ala eletrik ga-abawanye ike na nchekwa ha nke ukwuu.

l Ọnụ ego nchaji

Ọnụego chajị na-adabere otu esi chajị batrị n'enweghị nsogbu. Mgbe ụfọdụ batrị na-ewe ogologo oge iji chajịa tupu enwee ike iji ya.

l Ogologo ndụ

 Ọ nweghị batrị na-agba ogologo ndụ niile mana ọ nwere ụbọchị mmebi. Lelee ụbọchị njedebe tupu ịzụrụ. Batrị lithium ion nwere ogologo ndụ dị ndụ n'ihi kemistri ya mana batrị ọ bụla dị iche na ibe ya dabere n'ụdị, nkọwapụta na otu esi emepụta ya. Batrị dị elu ga-adịru ogologo oge ebe ọ bụ na ejiri ihe mara mma mee ya.