Kedu ihe bụ batrị lithium ion?

1. Kedu ihe bụ batrị lithium ion?

Batrị bụ isi iyi ọkụ eletrik nwere otu ma ọ bụ karịa cell electrochemical nwere njikọ mpụga maka ike ngwaọrụ eletrik. Batrị lithium-ion ma ọ bụ Li-ion bụ ụdị batrị enwere ike ịchaji nke na-eji ya reversible Mbelata nke lithium ion na-echekwa ike na a ma ama ha elu ike njupụta.

2. Ọdịdị nke batrị lithium ion

Ọtụtụ batrị Li-ion azụmahịa na-eji ogige intercalation dị ka ihe na-arụ ọrụ. Ha na-enwekarị ọtụtụ n'ígwé ihe ndị bụ haziri na a kpọmkwem iji ikwado electrochemical usoro na na-enyere batrị aka ịchekwa ma hapụ ike--anode, cathode, electrolyte, separator na ugbu a na-anakọta.

Kedu ihe bụ anode?

Dị ka akụkụ nke batrị, anode na-arụ ọrụ dị mkpa na ikike, arụmọrụ, yana ịdịte aka nke batrị. Mgbe ị na-akwụ ụgwọ, graphite anode bụ ọrụ maka ịnakwere na ịchekwa ion lithium. Mgbe batrị dị ewepụrụ, ion lithium na-esi na anode gaa na cathode nke mere na otu a na-emepụta ọkụ eletrik. N'ozuzu, anode kachasị eji ere ahịa bụ graphite, nke na ọnọdụ LiC6 zuru oke na-ejikọta ya na nke kachasị ikike nke 1339 C/g (372 mAh / g). Ma na mmepe nke teknụzụ, ọhụrụ Achọpụtala ihe ndị dị ka silicon iji meziwanye njupụta ike maka batrị lithium-ion.

Kedu ihe bụ cathode?

Cathode na-arụ ọrụ ịnakwere na hapụ ion lithium akwụ ụgwọ nke ọma n'oge okirikiri ugbu a. Ọ na-enwekarị nhazi nke oxide oyi akwa (dị ka lithium cobalt oxide), polyanion (dị ka lithium iron phosphate) ma ọ bụ spinel (dị ka lithium manganese oxide) ekpuchiri n'elu onye na-anakọta ụgwọ (na-abụkarị nke aluminom).

Kedu ihe bụ electrolyte?

Dị ka nnu lithium n'ime ihe mgbaze organic, electrolyte na-eje ozi dị ka ihe ngwọta n'ihi na lithium ion ịkwaga n'etiti anode na cathode n'oge odori na na-agbapụta.

Gịnị bụ separator?

Dị ka akpụkpọ ahụ dị gịrịgịrị ma ọ bụ oyi akwa nke ihe anaghị arụ ọrụ, nkewa na-arụ ọrụ gbochie anode (na-adịghị mma electrode) na cathode (ezigbo electrode) si Mkpirisi, ebe ọ bụ na oyi akwa a na-adaba na ion lithium mana ọ bụghị na electrons. Ọ nwekwara ike hụ na ion na-aga n'ihu n'etiti electrodes n'oge ịchaji na igbapu. 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 nakọta ihe ugbu a nke ndị batrị electrodes na-ebuga ya na mpụga sekit, nke bụ dị mkpa iji hụ na arụmọrụ kacha mma na ogologo ndụ batrị. Na a na-emekarị ya site na mpempe aluminom ma ọ bụ ọla kọpa dị mkpa.

3. Akụkọ mmepe nke batrị lithium ion

Nchọpụta na batrị Li-ion enwere ike ịgbanye na 1960, otu n'ime ya Ihe atụ mbụ bụ batrị CuF2/Li nke NASA mepụtara na 1965. Na nsogbu mmanụ kụrụ ụwa n'afọ 1970, ndị nchọpụta tụgharịrị uche ha n'ihe ọzọ isi iyi nke ume, ya mere, ọganihu nke mepụtara ụdị mbụ nke Emere batrị Li-ion nke oge a n'ihi ịdị arọ na ike dị elu njupụta nke lithium ion batrị. N'otu oge ahụ, Stanley Whittingham nke Exxon chọpụtara na enwere ike itinye ion lithium n'ime ihe dịka TiS2 ka mepụta batrị enwere ike ịchaji 

Ya mere, ọ gbalịrị ịzụ ahịa batrị a mana dara n'ihi ọnụ ahịa dị elu yana ọnụnọ lithium dara na sel. N'afọ 1980, a chọtara ihe ọhụrụ na-enye voltaji dị elu ma dị nnọọ ukwuu kwụsiri ike na ikuku, nke a ga-emecha jiri na batrị Li-ion azụmaahịa mbụ, ọ bụ ezie na ọ bụghị, n'onwe ya, dozie nsogbu na-adịgide adịgide nke flammability. N'otu afọ ahụ, Rachid Yazami chepụtara graphite lithium electrode (anode). Ma n'afọ 1991, lithium-ion nke mbụ nwere ike ịgbanye n'ụwa batrị malitere ịbanye n'ahịa 

N'afọ 2000, ọchịchọ nke lithium-ion batrị mụbara ka ngwaọrụ eletrọnịkị nwere ike ibugharị ghọrọ ewu ewu, nke na-anya ụgbọ ala batrị lithium ion ga-adịkwa mma ma dịgidere karịa. Ụgbọ ala eletrik bụ ewebata na 2010, nke mepụtara ahịa ọhụrụ maka batrị lithium-ion. Nke mmepe nke usoro nrụpụta ọhụrụ na ihe, dị ka silicon anodes na steeti electrolytes siri ike, nọgidere na-emeziwanye arụmọrụ na nchekwa nke batrị lithium-ion. Ugbu a, batrị lithium-ion aghọwo ihe dị mkpa na ya ndụ anyị kwa ụbọchị, otú nnyocha na mmepe nke ọhụrụ ihe 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 e mere ka ha hà 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 na nke a makwaara dị ka lithium cobaltate ma ọ bụ batrị lithium-ion cobalt. Ha nwere cobalt oxide cathode na graphite carbon anode, na lithium ion ịkwaga site na anode gaa na cathode n'oge a na-agbapụta ya, na-atụgharị ntụgharị mgbe batrị chajịrị. Banyere ngwa ya, a na-eji ha eme ihe na obere akpa ngwaọrụ eletrọnịkị, ụgbọ ala eletrik, na sistemu nchekwa nchekwa ume ọhụrụ n'ihi ike ha dị elu kpọmkwem, ọnụ ọgụgụ mgbapụta onwe ya dị ala, ọrụ dị elu voltaji na oke okpomọkụ .Ma ṅaa ntị na nchegbu nchekwa metụtara ikike nke ịgba ọsọ na-ekpo ọkụ na enweghị ntụkwasị obi na elu okpomọkụ.

l Lithium manganese oxide

Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) bụ ihe cathode a na-ejikarị eme ihe na batrị lithium-ion. Teknụzụ maka ụdị batrị a bụ na mbụ achọpụtara na 1980s, na mbipụta mbụ na Nchọpụta Ihe Akụkọ ihe mere eme nke 1983. Otu n'ime uru nke LiMn2O4 bụ na ọ nwere ezigbo thermal nkwụsi ike, nke pụtara na o yikarịrị ka ọ ga-enweta ọsọ ọsọ thermal, nke dịkwa mma karịa ụdị batrị lithium-ion ndị ọzọ. Ọzọkwa, manganese nwere ike dị ukwuu ma dị ebe niile, nke na-eme ka ọ bụrụ nhọrọ na-adigide karịa ma e jiri ya tụnyere iji cathode ihe nwere oke ego dị ka cobalt. N'ihi ya, a na-ahụkarị ha na akụrụngwa na ngwaọrụ ahụike, ngwaọrụ ọkụ, ọkụ eletrik moto, na ngwa ndị ọzọ. N'agbanyeghị uru ya, LiMn2O4 dara ogbenye nkwụsi ike ịgba ígwè ma e jiri ya tụnyere LiCoO2, nke pụtara na ọ nwere ike ịchọ karịa nnọchi ugboro ugboro, ya mere ọ nwere ike ọ gaghị adị mma maka nchekwa ike ogologo oge usoro.

l Lithium Iron Phosphate (LFP)

A na-eji Phosphate eme ihe dị ka cathode na batrị phosphate iron lithium, mgbe mgbe a maara dị ka batrị li-phosphate. Nguzogide ha dị ala emeela ka okpomọkụ ha dịkwuo mma nkwụsi ike na nchekwa. 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 lithium-ion ndị ọzọ batrị. N'ihi ya, a na-ejikarị batrị ndị a eme ihe na igwe eletrik na ngwa ndị ọzọ chọrọ ogologo oge ndụ na nchekwa dị elu. Mana adịghị ike ya na-eme ka ọ sie ike ịmalite ngwa ngwa. Mbụ, atụnyere ụdị batrị lithium-ion ndị ọzọ, ha na-eri karịa n'ihi na ha na-eji obere na akụrụngwa dị oke ọnụ. Na mgbakwunye, batrị lithium iron phosphate nwere a obere voltaji arụ ọrụ, nke pụtara na ha nwere ike ọ gaghị adabara ụfọdụ ngwa na-achọ voltaji dị elu. Ogologo oge nchaji ya na-eme ka ọ bụrụ a ọghọm dị na ngwa chọrọ nchaji ngwa ngwa.

l Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)

Lithium nickel manganese Cobalt Oxide batrị, nke a na-akpọkarị NMC A na-eji ihe dị iche iche arụ ọrụ batrị, nke zuru ụwa ọnụ na batrị lithium-ion. Otu cathode ejiri ngwakọta nickel, manganese na manganese wuo cobalt gụnyere. Njupụta ume ya dị elu, ịrụ ọrụ ịgba ígwè dị mma, yana a ogologo oge ndụ emeela ka ọ bụrụ nhọrọ mbụ na ụgbọ ala eletrik, nchekwa grid Sistemu, na ngwa ndị ọzọ na-arụ ọrụ dị elu, nke nyere aka n'ihu ka ewu ewu na-eto eto nke ụgbọ ala eletrik na usoro ume ọhụrụ. Iji abawanye ikike, ọhụrụ electrolytes na mgbakwunye na-eji na-enyere ya aka na-ana 4.4V/cell na elu 

Enwere omume n'ebe NMC-agwakọta Li-ion kemgbe usoro a na-akwụ ụgwọ 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 na mbara ngwa nke sistemu nchekwa ụgbọ ala na ike (EES) chọrọ ịgba ígwè ugboro ugboro. Site na nke anyị nwere ike ịhụ ezinụlọ NMC na-aghọwanye iche iche Otú ọ dị, mmetụta ya dị n'akụkụ nke ikpo ọkụ ọkụ, ihe egwu ọkụ na gburugburu ebe obibi nchegbu nwere ike igbochi mmepe ya n'ihu.

l Lithium Titanate

Lithium titanate, nke a na-akpọkarị li-titanate, bụ ụdị batrị nwere a ọnụ ọgụgụ na-eto eto nke ojiji. N'ihi nanotechnology ya dị elu, ọ nwere ike na-akwụ ụgwọ ngwa ngwa na nkwụsị mgbe ị na-ejigide voltaji kwụsiri ike, nke na-eme ya dabara nke ọma maka ngwa ike dị elu dị ka ụgbọ ala eletrik, azụmahịa na usoro nchekwa nchekwa ike ụlọ ọrụ, yana nchekwa ọkwa grid 

Ya na ya nchekwa na ntụkwasị obi, enwere ike iji batrị ndị a maka agha na mbara igwe ngwa, yana ichekwa ikuku na ike anyanwụ na-ewu smart grids. Ọzọkwa, dị ka Space Batrị si kwuo, batrị ndị a nwere ike ịbụ na-arụ ọrụ na sistemụ ike - nkwado ndabere dị oke mkpa. Otú ọ dị, lithium titanate batrị na-adịkarị ọnụ karịa batrị lithium-ion omenala ruru na usoro mgbagwoju anya nke a chọrọ iji mepụta ha.

5.The Development Trends nke Lithium Ion batrị

Uto zuru ụwa ọnụ nke nrụnye ume ọhụrụ abawanyela mmepụta ume na-adịte aka, na-ekepụta grid na-enweghị isi. Nke a butere a ọchịchọ maka batrị. mgbe a na-elekwasị anya na ikuku carbon efu na mkpa ịkwaga pụọ na mmanụ ọkụ fosil, ya bụ coal, maka mmepụta ọkụ na-emewanyewanye gọọmentị iji kpalite nrụnye ọkụ anyanwụ na ikuku. Ndị a Nrụnye na-agbazinye onwe ha na sistemụ nchekwa batrị nke na-echekwa ike karịrị akarị emepụtara 

Ya mere, agbamume gọọmentị iji kpalie batrị Li-ion Nrụnye na-akwalitekwa mmepe nke batrị lithium ion. Ọmụmaatụ, A na-atụ anya nha ahịa batrị Lithium-ion NMC zuru ụwa ọnụ na-eto site na US$ nde na 2022 ruo US $ nde na 2029; A na-atụ anya na ọ ga-eto na CAGR nke % site na 2023 ruo 2029. Na-abawanye mkpa nke ngwa na-achọ arọ Atụmatụ ibu ga-eme ka batrị lithium ion nke 3000-10000 kacha ọsọ. akụkụ na-eto eto 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 USD 51.16 ijeri na 2022 ruo USD 118.15 site na 2030, na-egosipụta onyinye kwa afọ uto nke 4.72% n'oge amụma (2022-2030), nke dabere na ọtụtụ ihe.

l Ọgwụgwụ-Onye ọrụ nyocha

Nrụnye ngalaba akụrụngwa bụ isi ihe na-anya maka nchekwa ike batrị usoro (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 elu 34.4% CAGR n'ihi obere uto ha. Nchekwa ike obibi na azụmahịa Akụkụ bụ mpaghara ndị ọzọ nwere nnukwu ike ahịa nke $ 5.51 ijeri na 2030, site na $1.68 na 2021. Ngalaba mmepụta ihe na-aga n'ihu na-aga n'ihu ikuku carbon efu, yana ụlọ ọrụ na-ekwe nkwa net-efu na abụọ na-esote ọtụtụ iri afọ. Ụlọ ọrụ telecom na data center na-ebute ụzọ n'ibelata carbon umu anwuru site n'ilebawanye anya na isi mmalite ike mmeghari ohuru. Ha niile nke ga-akwalite ngwa ngwa mmepe nke batrị lithium ion dị ka ụlọ ọrụ na-achọta ụzọ iji hụ na nkwado ndabere na mpaghara nhazi grid a pụrụ ịdabere na ya.

l Ngwaahịa Ụdị Nyocha

N'ihi ọnụ ahịa cobalt dị elu, batrị enweghị cobalt bụ otu n'ime ya usoro mmepe nke batrị lithium-ion. LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) dị elu na elu theoretical njupụta ike bụ otu n'ime ndị kasị ekwe nkwa Co-free cathode ihe na n'ihu. Ọzọkwa, nsonaazụ nnwale gosipụtara nke ahụ A na-emeziwanye ịgba ígwè na arụmọrụ ọnụego C nke batrị LNMO site na iji ọkara siri ike electrolyte. Enwere ike ikwu nke a na anionic COF nwere ike na-etinye ike na Mn3+/Mn2+ na Ni2+ site na mmekọrịta Coulomb, na-egbochi njem ha na-emebi emebi na anode. N'ihi ya, a ga-arụ ọrụ a bara uru maka ịzụ ahịa nke ihe LNMO cathode.

l Regional Analysis

Asia-Pacific ga-abụ nnukwu ahịa batrị lithium-ion na-eguzo site na 2030, nke ụlọ ọrụ na ụlọ ọrụ chụpụrụ. Ọ ga-agafe North America na Europe nwere ahịa nke ijeri $7.07 na 2030, na-eto site na ijeri $1.24 2021 na CAGR nke 21.3%. North America na Europe ga-abụ ndị kacha esote ahịa n'ihi ebumnuche ha iji mebie akụ na ụba ha na grid na-esote iri afọ abụọ. LATAM ga-ahụ ọnụego uto kachasị elu na CAGR nke 21.4% n'ihi na nke nta ya na ala 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 ga-abụrịrị tụlere, ekwesịrị iburu n'uche ihe ndị ọzọ.

l Ike Njupụta

Njupụta ike bụ ọnụọgụ ike echekwara kwa otu olu. Nke ka elu Njupụta ume na obere ibu na nha dị ukwuu karịa n'etiti ịchaji okirikiri.

l nchekwa

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

l Ụdị

Otu n'ime usoro kachasị ọhụrụ na ụlọ ọrụ batrị lithium-ion bụ mmepe nke batrị siri ike, nke na-enye ọtụtụ uru dị ka elu ike njupụta na ogologo ndụ okirikiri. Dị ka ihe atụ, ojiji nke Batrị steeti siri ike na ụgbọ ala eletrik ga-abawanye oke ha ikike na nchekwa.

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 njedebe ụbọchị tupu ịzụrụ. Batrị lithium ion nwere ihe dị ogologo ndụ n'ihi kemistri ya mana batrị ọ bụla dị iche na ibe ya dabere ụdị, nkọwapụta na otu esi eme ha. Batrị dị elu ga- na-adịte aka ebe ọ bụ na a na-eji ihe ndị mara mma mee ha n'ime.