He aha nga Pikohiko Lithium Ion?

1. He aha nga Pikohiko Lithium Ion?

Ko te pākahiko he puna hiko hiko kotahi, neke atu ranei nga pūtau hiko me nga hononga o waho mo te whakakaha i nga taputapu hiko. Ko te pākahiko lithium-ion, Li-ion ranei he momo pākahiko rechargeable e whakamahi ana i te whakahekenga whakamuri o nga katote lithium ki te penapena i te kaha me te rongonui i to raatau teitei kiato pūngao.

2. Te Hanganga o nga Pikohiko Lithium Ion

Ko te nuinga o nga Pakihi Li-ion arumoni e whakamahi ana i nga puhui intercalation hei rauemi kaha. He maha nga paparanga o nga rawa kei roto whakaritea i roto i te raupapa motuhake ki te whakahaere i te tukanga hiko e ka taea e te pākahiko te penapena me te tuku hiko--anode, cathode, electrolyte, whakawehe me te kaikohi o naianei.

He aha te anode?

Hei waahanga o te pākahiko, he mea nui te anode ki te kaha, mahi, me te mauroa o te pākahiko. I te wa e utu ana, ko te anode kauwhata te kawenga mo te whakaae me te penapena katote lithium. Ina ko te pākahiko ka tukuna, ka neke nga katote lithium mai i te anode ki te cathode kia he ka hangaia nga hiko hiko. Ko te tikanga ko te anode te nuinga o nga mahi arumoni he graphite, i roto i tona ahua tino marama o LiC6 e hono ana ki te tino teitei kaha o 1339 C / g (372 mAh / g). Engari me te whanaketanga o nga hangarau, hou Ko nga rauemi penei i te silicon kua rangahauhia hei whakapai ake i te kaha o te kaha mo nga pākahiko lithium-ion.

He aha te cathode?

Ka mahi a Cathode ki te whakaae me te tuku i nga katote lithium-pai i te wa nga huringa o naianei. I te nuinga o te waa he hanganga paparanga o te waikura paparanga (pērā i te lithium cobalt oxide), he polyanion (pērā i te lithium iron phosphate) ranei he spinel (pērā i te lithium manganese oxide) kua pania ki runga i te kaikohi utu (te tikanga he mea hanga ki te konumohe).

He aha te electrolyte?

Ka rite ki te tote lithium i roto i te whakarewa pararopi, ka mahi te electrolyte hei reo mo nga katote lithium ki te neke i waenga i te anode me te cathode i te wa e utu ana me te tukunga.

He aha te mea whakawehe?

Ka rite ki te kiriuhi angiangi paparanga ranei o te mea kore-conductive, mahi whakawehe ki aukati i te anode (te hiko kino) me te cathode (te hiko pai) mai te poto, na te mea ka uru tenei paparanga ki nga katote lithium engari kaua ki nga irahiko. Ko Ka taea hoki te whakarite i te rere o nga katote i waenga i nga hiko i te wa e utu ana me te tuku. Na reira, ka taea e te pākahiko te pupuri i te ngaohiko pumau me te whakaheke te tupono o te wera nui, te ngingiha, te pahū ranei.

He aha te kaikohi o naianei?

Ko te kaikohi o naianei kua hangaia hei kohi i te naianei i mahia e te hiko o te pākahiko ka kawe ki te ara iahiko o waho, ara nui ki te whakarite mahi tino pai me te roa o te pākahiko. Na ko te tikanga he mea hanga mai i te pepa angiangi o te konumohe, parahi ranei.

3. Te Hitori Whakawhanaketanga o nga Pikohiko Lithium Ion

Ko nga rangahau mo nga pākahiko Li-ion ka taea te whakahoki mai i nga tau 1960, ko tetahi o nga Ko nga tauira tuatahi ko te pākahiko CuF2/Li i whakawhanakehia e NASA i te tau 1965. Me te raruraru hinu i pa ki te ao i te tekau tau atu i 1970, ka tahuri nga kairangahau ki te titiro ki etahi atu puna o te kaha, na te pakaruhanga i puta te ahua tuatahi o te i hangaia te pākahiko Li-ion hou na te mea he maamaa te taumaha me te kaha nui kiato o pākahiko lithium katote. I taua wa ano, ko Stanley Whittingham o Exxon i kitea ka taea te whakauru nga katote lithium ki nga rauemi penei i te TiS2 ki hanga he pākahiko rechargeable 

Na ka ngana ia ki te hokohoko i tenei pākahiko engari i rahua na te utu nui me te noho o te lithium whakarewa i roto i nga ruma. I te tau 1980 ka kitea he rauemi hou hei tuku i te ngaohiko teitei ake, he nui noa atu pūmau i te hau, ka whakamahia i muri mai i te pākahiko Li-ion arumoni tuatahi, ahakoa karekau i whakatau i a ia ano te take e mau tonu ana te mura o te ahi.I taua tau ano, i hangaia e Rachid Yazami te kauwhata lithium hiko (anode). Na i te tau 1991, ko te lithium-ion tuatahi o te ao I timata nga pihini ki te uru ki te maakete 

I nga tau 2000, ko te hiahia mo te lithium-ion ka piki ake nga pākahiko i te wa i rongonui ai nga taputapu hiko kawe, e peia ana ko nga pākahiko lithium katote kia noho haumaru ake, kia roa ake. Ko nga waka hiko i whakauruhia i roto i nga tau 2010, i hangaia he maakete hou mo nga pākahiko lithium-ion. Ko te te whakawhanaketanga o nga tikanga whakangao me nga rawa hou, penei i nga anodes silicon me nga electrolyte ahua totoka, ki te whakapai tonu i te mahi me te haumaru o pākahiko lithium-ion. I enei wa, kua tino nui nga pākahiko lithium-ion to tatou ora ia rā, na te rangahau me te whanaketanga o ngā rauemi hou me kei te haere tonu nga hangarau ki te whakapai ake i te mahi, te pai, me te haumaru o enei pākahiko.

4.Ko nga Momo o nga Pikohiko Lithium Ion

He maha nga ahua me nga rahi o nga pākahiko Lithium-ion, kaore i te katoa kua rite ratou. Ko te tikanga e rima nga momo pākahiko lithium-ion.

l Lithium Cobalt Oxide

Ka hangaia nga pākahiko Lithium cobalt oxide mai i te lithium carbonate me ko te konukawata, ka kiia hoki ko te lithium cobaltate, ko te lithium-ion cobalt pākahiko ranei. He katode konukawata cobalt me ​​te anode waro kauwhata, me nga katote lithium ka heke mai i te anode ki te cathode i te wa e rere ana, ka huri te rere ka utaina te pākahiko. Mo tana tono, ka whakamahia ki te kawe nga taputapu hiko, nga waka hiko, me nga punaha rokiroki hiko whakahou na te kaha o te kaha motuhake, te iti o te whakahekenga whaiaro, te mahi nui ngaohiko me te whānuitanga pāmahana whanui.Engari kia tupato ki nga awangawanga haumaru e pa ana ki te kaha o te rerenga waiariki me te koretake i te teitei pāmahana.

l Lithium Manganese Oxide

Ko te Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) he rauemi cathode e whakamahia nuitia ana i roto i nga pākahiko lithium-ion.Ko te hangarau mo tenei momo pākahiko i te tuatahi i kitea i nga tau 1980, me te whakaputanga tuatahi i roto i te Rangahau Rawa Bulletin i te tau 1983. Ko tetahi o nga painga o LiMn2O4 he pai te waiariki pūmautanga, te tikanga he iti ake te wheako omaoma wera, e he haumaru ake i era atu momo pākahiko lithium-ion. I tua atu, he konupora he nui, he whanui te watea, na te mea he pai ake te tauwhiro ki te whakataurite ki nga rauemi cathode he iti rawa nga rauemi penei i te cobalt. Ko te mutunga mai, he maha nga wa ka kitea i roto i nga taputapu hauora me nga taputapu, nga taputapu hiko, te hiko motopaika, me etahi atu tono. Ahakoa ona painga, he iti ake te LiMn2O4 te pumau o te eke paihikara ka whakaritea ki te LiCoO2, ko te tikanga tera pea ka nui ake te whakakapi i nga wa katoa, na reira kaore pea i te pai mo te rokiroki hiko mo te wa roa pūnaha.

l Lithium Iron Phosphate (LFP)

Ka whakamahia te Phosphate hei cathode i roto i nga pākahiko lithium rino phosphate, he maha tonu e mohiotia ana ko nga pākahiko li-phosphate. Ko te iti o te aukati kua pai ake te waiariki te pumau me te haumaru. He rongonui hoki mo te mauroa me te huringa ora roa, na te mea ko te utu tino utu ki etahi atu momo lithium-ion pākahiko. No reira, ka whakamahia enei pākahiko i nga paihikara hiko me etahi atu tono e hiahia ana kia roa te huringa ora me nga taumata teitei o te haumaru. Engari ko ona ngoikoretanga he uaua ki te whakawhanake tere. Tuatahi, whakaritea ki etahi atu momo pākahiko lithium-ion, he nui ake te utu na te mea he onge me te whakamahi rawa utu nui. I tua atu, lithium rino phosphate pākahiko he raro ngaohiko whakahaere, e te tikanga e kore e pai mo etahi nga tono e hiahia ana kia teitei ake te ngaohiko. Ko te roa o te wa e utu ana ka a te kino i roto i nga tono e hiahia ana ki te utu tere.

l Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)

Ko nga pākahiko Kobalt Oxide Lithium Nickel manganese, e mohiotia ana ko NMC nga pākahiko, he mea hanga mai i nga momo momo taonga kei roto pākahiko lithium-ion. He cathode i hangaia mai i te ranunga nickel, manganese, me kei roto ko te cobalt. Ko te kaha o te kaha o te kaha, te pai o te eke paihikara, me te a Ko te roa o te oranga kua waiho hei whiringa tuatahi mo nga waka hiko, te rokiroki matiti nga punaha, me etahi atu tono mahi nui, kua whai waahi ano ki te tipu haere o te rongonui o nga waka hiko me nga punaha hiko whakahou. Ki te whakanui ake i te kaha, ka whakamahia nga electrolytes hou me nga taapiri kia taea ai utu ki te 4.4V/pūtau me te teitei ake 

He ahua ki te Li-ion-NMC-whakaranu mai i tera wa he pai te utu o te punaha me te whakarato i nga mahi pai. Nickel, manganese, me te cobalt e toru nga rauemi kaha ka ngawari te whakakotahi kia pai ai te whanui te whānuitanga o nga tono motika me nga punaha rokiroki hiko (EES) e hiahia ana paihikara auau. Ka kite tatou kei te piki haere te whanau NMC kanorau Heoi ano, ko ona paanga o te rerenga waiariki, te ahi me te taiao ka raru pea nga awangawanga i tana whanaketanga.

l Lithium Titanate

Ko te Lithium titanate, e mohiotia ana ko te li-titanate, he momo pākahiko he a te piki haere o nga whakamahinga. Na te mea he pai ake te nanotechnology, ka taea e ia tere te utu me te tuku i te wa e mau tonu ana te ngaohiko, na reira ka puta he pai mo nga tono mana nui penei i nga waka hiko, hokohoko me nga punaha rokiroki hiko ahumahi, me te rokiroki taumata-maiti 

Me ona te haumaru me te pono, ka taea te whakamahi i enei pākahiko mo te hoia me te aerospace tono, me te penapena hau me te hiko o te ra me te hanga atamai mātiti. I tua atu, e ai ki te Battery Space, ka taea e enei pākahiko e mahi ana i roto i nga punaha-a-raupapa-a-ira. Heoi ano, lithium titanate he nui ake te utu o nga pākahiko i nga pākahiko lithium-ion tuku iho ki te tukanga tito matatini e hiahiatia ana hei whakaputa i a raatau.

5.Ko nga Tikanga Whakawhanaketanga o nga Paehiko Lithium Ion

Kua piki ake te tipu o te ao o nga whakaurunga hiko whakahou hanga pūngao wā, hanga he mātiti taurite. Na tenei i arahi ki a tono mo nga pākahiko.while te arotahi ki te kore waro tukunga me nuku mawehe atu i nga kora matatoka, ara te waro, kia tere ake te whakaputa hiko nga kawanatanga ki te whakatenatena i nga whakaurunga hiko o te ra me te hau. Ko enei Ko nga whakaurunga e tuku ana ki nga punaha rokiroki pākahiko e penapena ana i te hiko hangaia 

Na reira, ka akiakihia e te kawanatanga te whakatenatena i te pākahiko Li-ion Ko nga whakaurunga ka akiaki i te whakawhanaketanga o nga pākahiko katote lithium. Hei tauira, ko te rahi o te maakete NMC Lithium-Ion Batteries o te ao ka tipu mai i te US $ miriona i te 2022 ki te US $ miriona i te 2029; e kiia ana ka tipu i te CAGR o % mai i te 2023 ki te 2029. Na te piki haere o nga hiahia o nga tono e tono taumaha ana Ko nga kawenga ka whakaarohia kia tere ake nga pākahiko lithium katote o 3000-10000 te tipu haere i roto i te waa matapae (2022-2030).

6. Ko te tātaritanga haumitanga o nga Pikohiko Lithium Ion

Ko te umanga maakete pākahiko lithium katote e kiia ana kia tipu mai i te USD 51.16 piriona i te 2022 ki te USD 118.15 piriona i te tau 2030, e whakaatu ana i te huinga tau. te tipu o te 4.72% i roto i te waa matapae (2022-2030), e whakawhirinaki ana ki maha nga mea.

l Tātaritanga Kaiwhakamahi Whakamutunga

Ko nga whakaurunga o te rängai taputapu he tino taraiwa mo te rokiroki hiko o te pākahiko pūnaha (BESS). Ko tenei waahanga ka tipu mai i te $2.25 piriona i te 2021 ki $5.99 piriona i te 2030 i te CAGR o 11.5%. He 34.4% teitei ake nga pākahiko Li-ion CAGR na te iti o te tipu o te tipu. Te rokiroki hiko noho me te arumoni Ko etahi atu waahanga he nui te maakete o te $5.51 piriona i te tau 2030, mai i te $1.68 piriona i te tau 2021. Kei te haere tonu te rangai ahumahi ki te haere kore waro tukunga, me nga kamupene e hanga taurangi kore-kore i roto i nga rua e whai ake nei tekau tau. Ko nga kamupene waea me nga pokapū raraunga kei mua i te whakaheke te tuku waro me te aro nui ake ki nga puna hiko whakahou. Katoa ka whakatairanga i te whanaketanga tere o nga pākahiko lithium katote hei Ka rapu nga kamupene i nga huarahi hei whakarite i te taapiri pono me te whakataurite matiti.

l Te Tirohanga Momo Hua

Na te utu nui o te cobalt, ko te pākahiko cobalt-free tetahi o nga nga ahuatanga whanaketanga o nga pākahiko lithium-ion. Ngaohiko teitei LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) ki te kiato pūngao ariā teitei ko tetahi o te tino whaihua Co-kore rauemi cathode i roto i te atu. I tua atu, i whakamatauhia e nga hua whakamatautau ka pai ake te mahi pahikara me te reeti-C o te pākahiko LNMO ma te whakamahi i te electrolyte āhua-totoka. Ka taea te whakaaro ka taea e te COF anionic kaha te ngongo i te Mn3+/Mn2+ me te Ni2+ mā te taunekeneke Coulomb, te aukati i to ratou hekenga kino ki te anode. No reira, ka mahi tenei mahi kia whai hua ki te hokohoko o nga rauemi cathode LNMO.

l Tātaritanga ā-rohe

Ko Ahia-Kiwa te maakete pākahiko lithium-ion nui rawa atu na 2030, i peia e nga taputapu me nga umanga. Ka mau i Amerika Te Tai Tokerau me Europe me te maakete o $7.07 piriona i te 2030, ka tipu mai i te $1.24 piriona i roto 2021 i te CAGR o 21.3%. Ko Amerika Te Taitokerau me Uropi te mea nui rawa atu nga maakete na runga i o raatau whainga ki te whakakore i o raatau ohanga me te raarangi mo te waa e whai ake nei e rua tekau tau. Ka kite a LATAM i te reeti tipu teitei i te CAGR o 21.4% na te mea o tona rahi iti me te turanga iti.

7. Nga mea hei whakaaro mo nga Pikohiko Lithium Ion Kounga teitei

A, no te hoko i te inverter solar whatu, e kore anake te utu me te kounga me ka whakaarohia, me mahara ano etahi atu mea.

l Kiatotanga Pungao

Ko te kiato pūngao ko te nui o te pūngao e penapenahia ana ia rōrahi waeine. Teitei ake kiato pūngao me te iti te taumaha me te rahi he nui ake i waenga i te utu huringa.

l Haumaru

Ko te haumaru tetahi atu waahanga nui o nga pākahiko lithium-ion mai i nga pahūtanga me nga ahi ka puta i te wa e utu ana, e tuku ana ranei, na reira me tika whiriwhirihia nga pākahiko me nga tikanga haumaru pai ake, penei i nga pūoko pāmahana me nga matū aukati.

l Momo

Ko tetahi o nga ahuatanga hou o te umanga pākahiko lithium-ion ko te te whakawhanaketanga o nga pākahiko toka, he maha nga painga penei i te teitei ake te kiato pūngao me te huringa ora roa. Hei tauira, te whakamahi o ko nga pākahiko totika i roto i nga motuka hiko ka tino piki ake te awhe te kaha me te haumaru.

l Te utu utu

Ko te tere o te utu ka whakawhirinaki ki te tere o te utu o te pākahiko. I etahi wa ka roa te utu o te pākahiko i mua i te whakamahi.

l Te roanga ora

Karekau he pākahiko e rere mo te wa katoa engari he ra paunga. Tirohia te paunga rā i mua i te hokonga. He roa ake nga pākahiko katote Lithium te ora na tona matū engari he rereke nga pākahiko katoa i a raatau ano te momo, nga whakaritenga me te ahua o te hanga. Ka pai nga pākahiko kounga teitei ka roa ake i te mea he mea hanga mai i nga mea papai o roto.