Inona no atao hoe Lithium Ion Batteries

1 Inona no atao hoe Lithium Ion Batterie?

Ny bateria dia loharanon'ny herin'aratra misy sela elektrôkimika iray na maromaro miaraka amin'ny fifandraisana ivelany ho an'ny fitaovana elektrika Ny batterie lithium-ion na Li-ion dia karazana batterie azo averina izay mampiasa ny fampihenana ny ion lithium azo averina hitahirizana angovo ary malaza amin'ny hakitroky ny angovo avo lenta.

2 Ny firafitry ny Lithium Ion Batterie

Amin'ny ankapobeny, ny ankamaroan'ny bateria Li-ion ara-barotra dia mampiasa kapoka intercalation ho fitaovana mavitrika. Matetika izy ireo dia misy sosona fitaovana maromaro izay nalamina amin'ny filaharana manokana mba hanamora ny fizotran'ny electrochemical izay ahafahan'ny bateria mitahiry sy mamoaka angovo - anode, cathode, electrolyte, separator ary mpanangona ankehitriny.

Inona no atao hoe anode?

Amin'ny maha singa iray amin'ny bateria, ny anode dia mitana anjara toerana lehibe amin'ny fahafaha-manao, ny fampisehoana ary ny faharetan'ny bateria. Rehefa mamaly, ny anode graphite dia tompon'andraikitra amin'ny fanekena sy fitehirizana ion lithium. Rehefa miala ny bateria, dia miala amin'ny anode mankany amin'ny cathode ny lithium ions mba hamoronana herinaratra elektrika. Amin'ny ankapobeny, ny anode ara-barotra mahazatra indrindra dia ny graphite, izay ao anatin'ny LiC6 feno lithiated dia mifandray amin'ny fahafaha-manao ambony indrindra amin'ny 1339 C / g (372 mAh / g) Saingy miaraka amin'ny fivoaran'ny teknolojia, ny fitaovana vaovao toy ny silisiôma dia nokarohina mba hanatsarana ny hakitroky ny angovo ho an'ny bateria lithium-ion.

Inona no atao hoe cathode?

Cathode dia miasa mba hanaiky sy hamoaka ion lithium misy fiampangana tsara mandritra ny tsingerina ankehitriny. Matetika izy io dia misy firafitry ny oxide misy sosona (toy ny lithium cobalt oxide), polyanion (toy ny lithium iron phosphate) na spinel (toy ny lithium manganese oxide) voarakotra amin'ny mpanangona fiampangana (matetika vita amin'ny alimo). 

Inona no atao hoe electrolyte?

Amin'ny maha-sira lithium ao anaty solvent organika, ny elektrôlôta dia miasa ho toy ny fitaovana ho an'ny litium ions mba hivezivezy eo anelanelan'ny anode sy cathode mandritra ny famandrihana sy ny famoahana.

Inona no atao hoe separator?

Toy ny manify manify na sosona ny non-conductive fitaovana, Separator miasa mba hisorohana ny anode (negative electrode) sy ny cathode (positive electrode) tsy ho fohy, satria io sosona io dia permeable amin'ny lithium ion fa tsy elektronika. Afaka miantoka ihany koa ny fikorianan'ny ions eo anelanelan'ny electrodes mandritra ny fiampangana sy ny famoahana. Noho izany, ny batterie dia afaka mitazona tosidra tsy miovaova ary mampihena ny mety hisian'ny hafanana be loatra, ny fipoahana na ny fipoahana.

Inona no atao hoe mpanangona ankehitriny?

Ny mpanangona amin'izao fotoana izao dia natao hanangona ny ankehitriny vokarin'ny electrodes ny bateria ary hitondra azy any amin'ny faritra ivelany, izay zava-dehibe mba hahazoana antoka ny fahombiazan'ny tsara indrindra sy ny faharetan'ny bateria. Ary matetika izy io dia vita amin'ny lamba manify vita amin'ny alimo na varahina.

3 Ny tantaran'ny fivoaran'ny bateria Lithium Ion

Ny fikarohana momba ny bateria Li-ion azo rechargeable dia nanomboka tamin'ny taona 1960, iray amin'ireo ohatra voalohany indrindra dia ny bateria CuF2/Li novolavolain'ny NASA tamin'ny taona 1960. 1965 Ary namely an'izao tontolo izao ny krizin'ny solika tamin'ny taona 1970, nitodika tany amin'ny loharanom-angovo hafa ny mpikaroka, noho izany ny fandrosoana izay namokatra ny endrika voalohany indrindra amin'ny bateria Li-ion maoderina dia natao noho ny lanja maivana sy ny hakitroky ny angovo avo amin'ny bateria lithium ion. Nandritra izany fotoana izany, i Stanley Whittingham avy ao amin'ny Exxon dia nahita fa ny lithium ions dia azo ampidirina amin'ny fitaovana toy ny TiS2 mba hamoronana bateria azo averina. 

Noho izany dia nanandrana nanao varotra ity bateria ity izy saingy tsy nahomby noho ny vidiny lafo sy ny fisian'ny lithium metaly ao amin'ny sela. Tamin'ny taona 1980, ny fitaovana vaovao dia hita fa manome tosidra ambony kokoa ary miorina kokoa amin'ny rivotra, izay hampiasaina amin'ny batterie Li-ion ara-barotra voalohany, na dia tsy nahavaha ny olana maharitra momba ny flammability aza izy io. Tamin'io taona io ihany, i Rachid Yazami dia namorona ny electrode graphite lithium (anode). Ary avy eo tamin'ny 1991, nanomboka niditra an-tsena ny bateria lithium-ion rechargeable voalohany eran-tany. Tamin'ny taona 2000, nitombo ny fangatahana bateria lithium-ion satria nanjary nalaza ny fitaovana elektrônika portable, izay mahatonga ny bateria lithium ion ho azo antoka kokoa sy maharitra kokoa. Ny fiara elektrika dia nampidirina tamin'ny taona 2010, izay namorona tsena vaovao ho an'ny bateria lithium-ion 

Ny fampivoarana ny fizotran'ny famokarana sy ny fitaovana vaovao, toy ny anodes silisiôma sy ny electrolyte solid-state, dia nanohy nanatsara ny fampisehoana sy ny fiarovana ny bateria lithium-ion. Amin'izao fotoana izao, ny bateria lithium-ion dia nanjary tena ilaina amin'ny fiainantsika andavanandro, noho izany dia mitohy ny fikarohana sy ny fampivoarana ny fitaovana sy ny teknolojia vaovao mba hanatsarana ny fampandehanana, ny fahombiazany ary ny fiarovana ireo bateria ireo.

4. Ny karazana Lithium Ion Batterie

Ny bateria Lithium-ion dia tonga amin'ny endrika sy habe isan-karazany, ary tsy mitovy daholo izy ireo. Amin'ny ankapobeny dia misy karazany dimy ny bateria lithium-ion.

l Lithium Cobalt Oxide

Ny batteries lithium cobalt oxide dia vita amin'ny lithium carbonate sy cobalt ary fantatra ihany koa amin'ny hoe lithium cobaltate na lithium-ion cobalt batteries. Manana katoda oksizenina kobalta izy ireo ary anode karbona graphite, ary ny litium ions dia mifindra avy amin'ny anode mankany amin'ny cathode mandritra ny fivoahana, miaraka amin'ny fikorianan'ny rivotra rehefa voampanga ny bateria. Raha ny fampiharana azy, dia ampiasaina amin'ny fitaovana elektrônika azo entina, fiara elektrika, ary rafitra fitahirizana angovo azo havaozina izy ireo noho ny angovo manokana avo lenta, ny tahan'ny famotsorana ny tenany, ny voly miasa avo ary ny mari-pana midadasika. amin'ny mety hisian'ny fitsoahana mafana sy ny tsy fandriam-pahalemana amin'ny hafanana ambony.

l Lithium Manganese Oxide

Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) dia akora cathode izay matetika ampiasaina amin'ny batteries lithium-ion. Ny teknolojia ho an'ity karazana bateria ity dia hita tany am-boalohany tamin'ny taona 1980, niaraka tamin'ny famoahana voalohany tao amin'ny Bulletin Research Materials tamin'ny 1983. Ny iray amin'ireo tombony amin'ny LiMn2O4 dia ny fisian'ny fitoniana mafana tsara, izay midika fa tsy dia azo inoana loatra ny fandosiran'ny thermal, izay azo antoka kokoa noho ireo karazana bateria lithium-ion hafa. Fanampin'izany, be dia be ny manganese ary azo ampiasaina betsaka, izay mahatonga azy io ho safidy maharitra kokoa raha oharina amin'ny akora cathode izay misy loharano voafetra toa ny kobalta. Vokatr'izany dia hita matetika amin'ny fitaovana ara-pitsaboana sy fitaovana, fitaovana herinaratra, môtô elektrika ary fampiharana hafa izy ireo. Na dia eo aza ny tombotsoany, ny LiMn2O4 dia mahantra kokoa noho ny LiCoO2, izay midika fa mety mitaky fanoloana matetika kokoa, ka mety tsy mety amin'ny rafitra fitahirizana angovo maharitra.

l Lithium Iron Phosphate (LFP)

Phosphate dia ampiasaina ho toy ny cathode amin'ny lithium vy phosphate bateria, matetika fantatra amin'ny hoe li-phosphate bateria. Ny fanoherana ambany azy ireo dia nanatsara ny fahamarinany sy ny fiarovana ny hafanana Malaza ihany koa izy ireo amin'ny faharetana sy ny tsingerin'ny fiainana lava, izay mahatonga azy ireo ho safidy mahomby indrindra amin'ny karazana bateria lithium-ion hafa. Noho izany, ireo bateria ireo dia matetika ampiasaina amin'ny bisikileta elektrika sy ny fampiharana hafa izay mitaky tsingerin'ny fiainana lava sy fiarovana avo lenta. Saingy ny tsy fahampian'izy io dia mahatonga azy io ho sarotra ny hivoatra haingana. Voalohany, raha ampitahaina amin'ny karazana bateria lithium-ion hafa dia lafo kokoa izy ireo satria mampiasa akora tsy fahita firy sy lafo. Ankoatr'izay, ny bateria lithium iron phosphate dia manana malefaka miasa ambany kokoa, izay midika fa mety tsy mety amin'ny fampiharana sasany izay mitaky voltase avo kokoa. Ny fotoana famandrihana lava kokoa dia mahatonga azy io ho tsy fahampiana amin'ny fampiharana izay mitaky famerenam-bidy haingana.

l Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)

Ny bateria Cobalt Oxide Lithium Nickel manganese, izay matetika fantatra amin'ny anarana hoe bateria NMC, dia namboarina tamin'ny fitaovana isan-karazany izay manerantany amin'ny bateria lithium-ion. Misy cathode vita amin'ny fifangaroan'ny nikela, manganese ary kobalta Ny hakitroky ny angovo avo, ny fahombiazan'ny bisikileta tsara, ary ny androm-piainany lava dia nahatonga azy ho safidy voalohany amin'ny fiara elektrika, rafitra fitehirizana grid, ary fampiharana hafa mahomby, izay nanampy tamin'ny fitomboan'ny lazan'ny fiara elektrika sy ny rafitra angovo azo havaozina. Mba hampitomboana ny fahafaha-manao, dia ampiasaina ny electrolytes sy ny additives vaovao mba ahafahany mamaly azy amin'ny 4.4V/cell ary ambony kokoa. Misy fironana mankany amin'ny Li-ion mifangaro NMC satria lafo ny rafitra ary manome fampisehoana tsara. Ny nikela, manganese ary kobalta dia akora telo mavitrika izay azo atambatra mora mba hifanaraka amin'ny rafitra fitahirizana fiara sy angovo (EES) marobe izay mitaky bisikileta matetika.

 Avy amin'izany no ahitantsika ny fianakavian'ny NMC dia mihamaro kokoa

Na izany aza, ny voka-dratsiny amin'ny fandosiran'ny hafanana, ny loza ateraky ny afo ary ny olana momba ny tontolo iainana dia mety hanakana ny fivoarany bebe kokoa.

l Lithium Titanate

Lithium titanate, fantatra amin'ny anarana hoe li-titanate, dia karazana bateria izay mitombo isa ny fampiasana. Noho ny nanotechnologie ambony indrindra, dia afaka manefa haingana sy mandroaka izy raha mitazona malefaka malefaka, izay mahatonga azy ho mety tsara amin'ny fampiharana mahery vaika toy ny fiara elektrika, rafitra fitahirizana angovo ara-barotra sy indostrialy, ary fitehirizana ny haavon'ny grid. Miaraka amin'ny fiarovana sy ny fahamendrehany, ireo bateria ireo dia azo ampiasaina amin'ny fampiharana ara-miaramila sy aerospace, ary koa amin'ny fitehirizana angovo avy amin'ny rivotra sy amin'ny masoandro ary amin'ny fananganana tambajotra marani-tsaina. Ankoatr'izay, araka ny filazan'ny Battery Space, ireo batteries ireo dia azo ampiasaina amin'ny backups system-critical system Na izany aza, ny bateria lithium titanate dia lafo kokoa noho ny bateria lithium-ion nentim-paharazana noho ny dingana fanamboarana sarotra ilaina amin'ny famokarana azy ireo.

5. Ny fironana fampandrosoana ny Lithium Ion bateria

Ny fitomboana maneran-tany amin'ny fametrahana angovo azo havaozina dia nampitombo ny famokarana angovo misesisesy, ka niteraka rindran-damina tsy voalanjalanja. Niteraka fitakiana bateria izany. Raha ny fifantohana amin'ny famoahana karbônina aotra sy ny tokony hialana amin'ny solika fôsily, dia ny saribao, ho an'ny famokarana herinaratra, dia manosika ny governemanta bebe kokoa hanentana ny fametrahana herinaratra avy amin'ny masoandro sy ny rivotra. Ireo fametrahana ireo dia manome ny tenany amin'ny rafitra fitehirizana bateria izay mitahiry herinaratra be loatra. Noho izany, ny fandrisihana ny governemanta hanentanana ny fametrahana ny bateria Li-ion dia mitarika ny fivoaran'ny bateria lithium ion. Ohatra, ny haben'ny tsenan'ny NMC Lithium-Ion Batteries eran-tany dia vinavinaina hitombo amin'ny $ tapitrisa amin'ny 2022 ka hatramin'ny $ tapitrisa amin'ny 2029; antenaina hitombo amin'ny CAGR amin'ny % manomboka amin'ny 2023 ka hatramin'ny 2029  Ary ny fitomboan'ny filàna fangatahana mitaky entana mavesatra dia antenaina hahatonga ny bateria lithium ion 3000-10000 ho ampahany mitombo haingana indrindra mandritra ny vanim-potoana vinavina (2022-2030).

6 Ny fanadihadiana ny fampiasam-bola amin'ny Lithium Ion Batteries

Ny indostrian'ny tsenan'ny bateria lithium dia vinavinaina hitombo amin'ny $ 51.16 miliara amin'ny taona 2022 ka hatramin'ny $ 118.15 miliara amin'ny taona 2030, mampiseho taham-pitomboana isan-taona 4.72% mandritra ny vanim-potoana vinavina (2022-2030), izay miankina amin'ny anton-javatra maro.

l Famakafakana ny mpampiasa farany

Ny fametrahana ny sehatry ny fampiasam-bola dia mpamily lehibe ho an'ny rafitra fitahirizana angovo bateria (BESS). Ity fizarana ity dia antenaina hitombo amin'ny $ 2.25 miliara amin'ny taona 2021 ka hatramin'ny $ 5.99 miliara amin'ny taona 2030 amin'ny CAGR 11.5%.  Ny bateria Li-ion dia mampiseho CAGR 34.4% ambony noho ny fototra fitomboana ambany. Ny fizarana fitehirizana angovo ho an'ny trano fonenana sy ara-barotra dia faritra hafa manana tsenam-barotra lehibe amin'ny $ 5.51 miliara amin'ny 2030, avy amin'ny $ 1.68 miliara amin'ny 2021. Ny sehatry ny indostria dia manohy ny diany mankany amin'ny famoahana karbônina aotra, miaraka amin'ireo orinasa manao fampanantenana tsy misy aotra ao anatin'ny roapolo taona manaraka. Lohalaharana amin'ny fampihenana ny entona karbônina ny orinasan-telecom sy ivontoerana data miaraka amin'ny fifantohana bebe kokoa amin'ny angovo azo havaozina. Izany rehetra izany dia hampiroborobo ny fampandrosoana haingana ny  bateria lithium ion rehefa mahita fomba hiantohana ny backup sy ny fifandanjana grid ny orinasa.

l Famakafakana karazana vokatra

Noho ny vidin'ny kobalta avo lenta, ny bateria tsy misy kobalta dia iray amin'ireo fironana amin'ny fampandrosoana ny bateria lithium-ion. High-voltage LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) miaraka amin'ny hakitroky ny angovo teorika dia iray amin'ireo fitaovana cathode Co-maimaim-poana indrindra amin'ny lavitra. Fanampin'izany, ny valin'ny fanandramana dia nanaporofo fa ny fampandehanana bisikileta sy C-rate an'ny bateria LNMO dia mihatsara amin'ny fampiasana ny electrolyte semi-solid. Izany dia azo aroso fa ny anionic COF dia afaka mitroka mafy ny Mn3+/Mn2+ sy Ni2+ amin'ny alalan'ny fifandraisana Coulomb, manakana ny fifindra-monina manimba azy ireo mankany amin'ny anode. Noho izany, ity asa ity dia hahasoa amin'ny fivarotana ny akora cathode LNMO.

l Famakafakana isam-paritra

Azia-Pasifika no tsenan'ny bateria lithium-ion lehibe indrindra amin'ny 2030, tarihin'ny kojakoja sy ny indostria. Hahatratra an'i Amerika Avaratra sy Eropa izy io miaraka amin'ny tsenan'ny $ 7.07 miliara amin'ny 2030, mitombo avy amin'ny $ 1.24 miliara amin'ny taona 2021 amin'ny CAGR 21.3%. Amerika Avaratra sy Eropa no ho tsena lehibe indrindra manaraka noho ny tanjon'izy ireo hanaisotra ny toekaren'izy ireo sy ny tambajotra mandritra ny roapolo taona ho avy. LATAM dia hahita ny tahan'ny fitomboana avo indrindra amin'ny CAGR amin'ny 21.4% noho ny habeny kely sy ambany.

7 Zavatra tokony hoheverina ho an'ny bateria Lithium Ion avo lenta

Rehefa mividy inverter masoandro optika, tsy ny vidiny sy ny kalitao ihany no tokony hodinihina, ny antony hafa dia tokony hotadidina ihany koa.

l Ny hakitroky ny angovo

Ny hakitroky ny angovo dia ny habetsaky ny angovo voatahiry isaky ny volume. Ny hakitroky ny angovo ambony kokoa miaraka amin'ny lanjany sy ny habeny dia midadasika kokoa eo anelanelan'ny tsingerin'ny famandrihana.

l  Fiarovana

Ny fiarovana dia lafiny manan-danja iray hafa amin'ny bateria lithium-ion hatramin'ny fipoahana sy ny afo izay mety hitranga mandritra ny fiampangana na famotsorana, noho izany dia ilaina ny misafidy ny bateria manana rafitra fiarovana nohatsaraina, toy ny sensor mari-pana sy ny akora manakana.

l karazana

Ny iray amin'ireo fironana farany amin'ny indostrian'ny bateria lithium-ion dia ny fampivoarana ny batterie solid-state, izay manome tombontsoa isan-karazany toy ny hakitroky ny angovo ambony sy ny tsingerin'ny fiainana lava kokoa. Ohatra, ny fampiasana bateria matanjaka amin'ny fiara elektrika dia hampitombo be ny fahafahany sy ny fiarovana azy.

l tahan'ny famandrihana

Ny tahan'ny famandrihana dia miankina amin'ny hafainganam-pandehan'ny bateria azo antoka. Indraindray ny batterie dia mila fotoana be vao azo ampiasaina.

l androm-piainana

 Tsy misy bateria mandeha mandritra ny androm-piainana manontolo fa manana daty lany daty. Jereo ny daty lany daty alohan'ny hanaovana ny fividianana. Ny bateria Lithium ion dia manana fiainana lava kokoa noho ny simia fa ny bateria tsirairay dia samy hafa arakaraka ny karazana, ny fepetra ary ny fomba nanaovana azy. Ny bateria avo lenta dia haharitra ela kokoa satria vita amin'ny akora tsara ao anatiny.