Waa maxay baytariyada Lithium ion

1 Waa maxay baytariyada lithium ion?

Batarigu waa il koronto oo ka kooban hal ama in ka badan unugyo kiimikaad oo koronto leh oo leh xiriiryo dibadda ah oo loogu talagalay tamarta qalabka korontada Battery-ga lithium-ion ama Li-ion-ku waa nooc ka mid ah baytariga dib loo dallaci karo kaas oo isticmaala hoos u dhigista lithium ions si uu u kaydiyo tamarta waxana uu caan ku yahay cufnaanta tamarta sare.

2 Qaab-dhismeedka baytariyada Lithium Ion

Guud ahaan inta badan baytariyada Li-ion ee ganacsiga waxay u isticmaalaan isku-dhafka isku-dhafka sida walxo firfircoon. Waxay caadi ahaan ka kooban yihiin dhowr lakab oo maaddooyin ah oo loo habeeyey si gaar ah si loo fududeeyo habka korantada kiimikaad ee awood u siinaya baytarigu inuu kaydiyo oo sii daayo tamarta - anode, cathode, electrolyte, kala-soocida iyo ururiyaha hadda jira.

Waa maxay anode?

Sida qayb ka mid ah batteriga, anode ayaa door muhiim ah ka ciyaara awoodda, waxqabadka, iyo cimri dhererka batteriga. Marka la dallaco, garaafyada anode-ka ayaa mas'uul ka ah aqbalaadda iyo kaydinta ion lithium. Marka batteriga la sii daayo, ions lithium-yadu waxay ka guuraan anode-ka waxayna u guuraan cathode si koronto loo sameeyo. Guud ahaan anode ganacsi ahaan loo isticmaalo waa graphite, kaas oo ku jira xaaladiisa liidata ee LiC6 oo ku xidhan awooda ugu badan ee 1339 C/g (372 mAh/g) Laakiin horumarinta tignoolajiyada, alaabada cusub sida silikoon ayaa la baadhay si loo hagaajiyo cufnaanta tamarta ee baytariyada lithium-ion.

Waa maxay cathode?

Cathode waxay ka shaqeysaa inay aqbasho oo ay sii deyso ion lithium-ka si togan loo dallaco inta lagu jiro wareegyada hadda. Caadi ahaan waxay ka kooban tahay qaab-dhismeed lakab ah oo ah oksaydh-dahaarka (sida lithium cobalt oxide), polyanion (sida lithium iron fosfate) ama spinel (sida lithium manganese oxide) oo lagu dahaadhay ururiyaha kharashka (badanaa ka samaysan aluminium) 

Waa maxay electrolyte?

Sida milixda lithium ee dareeraha organic, electrolyte-ku wuxuu u adeegaa sidii dhexdhexaad ah ion lithium si ay ugu guuraan inta u dhaxaysa anode iyo cathode inta lagu jiro dallacaadda iyo bixinta.

Waa maxay kala soocida?

Sida xuubka dhuuban ama lakabka alaabta aan shaqaynayn, kala-saaruhu wuxuu u shaqeeyaa si uu uga hortago anode-ka (electrode-ka xun) iyo cathode (electrode-ka togan) inay soo gaabiyaan, maadaama lakabkani uu yahay mid u gudba ion lithium laakiin aan ahayn electrons. Waxa kale oo ay xaqiijin kartaa socodka joogtada ah ee ions ee u dhexeeya electrodes-ka inta lagu jiro dallacaadda iyo soo saarista. Sidaa darteed, batterigu wuxuu ilaalin karaa koronto deggan wuxuuna yarayn karaa khatarta kulaylka, gubashada ama qaraxa.

Waa maxay ururiyaha hadda?

Ururiyaha hadda waxa loogu talagalay in uu ururiyo hadda ay soo saaraan electrodes-ka baytarigu oo uu u qaadaa wareegga dibadda, taas oo muhiim u ah in la hubiyo waxqabadka ugu fiican iyo cimriga batteriga. Caadi ahaan waxa laga sameeyaa xaashi khafiif ah oo aluminium ama naxaas ah.

3 Taariikhda Horumarinta ee baytariyada Lithium Ion

Cilmi-baadhis ku saabsan baytariyada Li-ion ee dib-u-dajin kara waxay taariikhdu ahayd 1960-kii, mid ka mid ah tusaalayaashii ugu horreeyay waa batari CuF2/Li oo ay samaysay NASA 1965 Dhibaatada saliidda ayaa ku dhufatay adduunka 1970-meeyadii, cilmi-baarayaashu waxay u jeesteen ilo kale oo tamar ah, markaa horumarka soo saaray qaabkii ugu horreeyay ee baytariyada casriga ah ee Li-ion ayaa la sameeyay sababtoo ah miisaanka fudud iyo cufnaanta tamarta sare ee baytariyada lithium ion. Isla mar ahaantaana, Stanley Whittingham oo ka tirsan Exxon wuxuu ogaaday in lithium ions la gelin karo agabka ay ka mid yihiin TiS2 si loo sameeyo baytari dib la dalacsan karo. 

Markaa waxa uu isku dayay in uu batteriga ka ganacsado balse wuu ku guul daraystay sababo la xidhiidha qiimaha qaaliga ah iyo joogitaanka macdanta lithium ee unugyada. Sannadkii 1980-kii walxo cusub ayaa la ogaaday in ay bixiyaan koronto sare waxayna ahayd mid aad u deggan hawada, taas oo hadhow loo isticmaali doono baytarigii ugu horreeyay ee ganacsiga Li-ion, in kasta oo aysan keligiis xalin arrinta joogtada ah ee ololka. Isla sanadkaas, Rachid Yazami waxa uu ikhtiraacay electrode-ka lithium graphite (anode). Kadibna 1991-kii, baytariyadii ugu horreeyay ee lithium-ion ee adduunka lagu shuban karo ayaa bilaabay inay suuqa soo galaan. Sanadihii 2000-meeyadii, baahida loo qabo baytariyada lithium-ion ayaa kordhay ka dib markii aaladaha elegtarooniga ah ee la qaadi karo ay noqdeen kuwa caan ah, kaas oo kaxeynaya baytariyada lithium ion si ay u noqdaan kuwa badbaado leh oo sii waaraya. Baabuurta korantada ayaa la soo bandhigay 2010-meeyadii, taas oo suuq cusub u abuurtay baytariyada lithium-ion 

Horumarinta hababka cusub ee wax soo saarka iyo alaabta, sida silikoon anodes iyo electrolytes adag-state, ayaa sii waday si loo hagaajiyo waxqabadka iyo badbaadada baytariyada lithium-ion. Maalmahan, baytariyada lithium-ion waxay noqdeen kuwo lagama maarmaan u ah nolol maalmeedkeena, sidaas darteed cilmi baarista iyo horumarinta qalabka cusub iyo tignoolajiyada ayaa socda si loo hagaajiyo waxqabadka, waxtarka, iyo badbaadada baytariyadan.

4. Noocyada baytariyada Lithium Ion

Baytariyada Lithium-ion waxay ku yimaadaan qaabab iyo cabbirro kala duwan, dhammaantoodna ma wada siman yihiin. Caadi ahaan waxa jira shan nooc oo baytariyada lithium-ion ah.

l Lithium Cobalt Oxide

Batariyada lithium cobalt oxide waxaa laga soo saaray lithium carbonate iyo cobalt waxaana sidoo kale loo yaqaan lithium cobaltate ama baytariyada lithium-ion. Waxay leeyihiin cathode cobalt oxide iyo graphite carbon anode, iyo lithium ions waxay ka guuraan anode-ka ilaa cathode inta lagu jiro dheecaanka, iyadoo socodka uu dib u laabanayo marka batteriga la dallaco. Sida codsigeeda, waxaa loo isticmaalaa aaladaha elektiroonigga ah ee la qaadi karo, gawaarida korantada, iyo nidaamyada kaydinta tamarta la cusboonaysiin karo sababtoo ah tamartooda gaarka ah ee sare, heerka is-dejinta hooseeya, tamarta sare ee hawlgalka iyo heerkulka ballaaran si ay suurogal u noqoto cararka kulaylka iyo xasiloonidarada heerkulka sare.

l Lithium Manganese Oxide

Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) waa walxo cathode ah oo inta badan lagu isticmaalo baytariyada lithium-ion. Tignoolajiyada nooca baytariyada ah ayaa markii hore la helay 1980-meeyadii, iyada oo daabacaaddii ugu horreysay ee Bulletin Qalabka Qalabka 1983. Mid ka mid ah faa'iidooyinka LiMn2O4 ayaa ah in ay leedahay xasillooni kuleyl oo wanaagsan, taasoo la macno ah in ay aad ugu yar tahay in ay la kulanto cararka kulaylka, kuwaas oo sidoo kale ka ammaan badan noocyada kale ee baytariyada lithium-ion. Intaa waxaa dheer, manganese waa mid aad u badan oo si ballaaran loo heli karo, taas oo ka dhigaysa doorasho waara marka la barbardhigo walxaha cathode ee ka kooban kheyraad xaddidan sida cobalt. Natiijo ahaan, waxaa badanaa laga helaa qalabka caafimaadka iyo qalabka, qalabka korontada, mootooyinka korontada, iyo codsiyada kale. Inkasta oo faa'iidooyinka ay leedahay, LiMn2O4 xasilloonida baaskiil wadid ka liidata marka la barbar dhigo LiCoO2, taas oo macnaheedu yahay in ay u baahan karto beddelaad badan oo joogto ah, sidaas darteed waxa laga yaabaa inaanay ku habboonayn nidaamyada kaydinta tamarta muddada dheer.

l Fosfatka Birta Lithium (LFP)

Phosphate waxaa loo isticmaalaa sidii cathode ku jira baytariyada fosfateedka birta ee lithium, oo inta badan loo yaqaan baytariyada li-phosphate. Iska caabintooda hoose waxay wanaajisay xasiloonida kulaylka iyo badbaadada Waxay sidoo kale caan ku yihiin adkeysiga iyo wareegga nolosha oo dheer, taas oo ka dhigaysa ikhtiyaarka ugu waxtarka badan ee noocyada kale ee baytariyada lithium-ion. Sidaa darteed, baytariyadan waxaa inta badan loo isticmaalaa baaskiilada korontada iyo codsiyada kale ee u baahan meerto nolol dheer iyo heerar sare oo badbaado ah. Laakiin faa'iido darrooyinkeeda ayaa adkeynaya in si degdeg ah loo horumariyo. Marka hore, marka la barbar dhigo noocyada kale ee baytariyada lithium-ion, waxay ku kacayaan wax ka badan sababtoo ah waxay isticmaalaan alaab cayriin oo naadir ah oo qaali ah. Intaa waxaa dheer, baytariyada fosfateed ee birta lithium waxay leeyihiin danab shaqeynaya oo hooseeya, taas oo macnaheedu yahay inaysan ku habboonayn codsiyada qaarkood ee u baahan koronto sare. Wakhtiga dallacaadda oo dheer ayaa ka dhigaysa khasaare arjiyada u baahan dib-u-kicin degdeg ah.

l Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)

Lithium nickel manganese Cobalt Oxide baytariyada, inta badan loo yaqaan baytariyada NMC, waxaa laga dhisay noocyo kala duwan oo qalab kuwaas oo caalami ah ee baytariyada lithium-ion. Kathode ka samaysan isku dhafka nikkel, manganese, iyo cobalt ayaa lagu daray Cufnaanta tamarta sare, waxqabadka baaskiilka ee wanaagsan, iyo cimriga dheer ayaa ka dhigay doorashada koowaad ee baabuurta korontada, nidaamyada kaydinta grid, iyo codsiyada kale ee waxqabadka sare leh, taas oo sii kordhisay caannimada sii kordheysa ee baabuurta korontada iyo hababka tamarta la cusboonaysiin karo. Si loo kordhiyo awoodda, electrolytes cusub iyo wax lagu daro ayaa loo isticmaalaa si ay awood ugu dallaca ilaa 4.4V/cell iyo ka sare. Waxaa jira isbeddel ku wajahan NMC-isku-dhafka Li-ion maadaama nidaamku yahay mid kharash-ool ah oo bixiya waxqabad wanaagsan. Nikkel, manganese, iyo cobalt waa saddex walxood oo firfircoon oo laga yaabo in si fudud la isugu geeyo si ay ugu habboonaato noocyo badan oo ah nidaamyada kaydinta tamarta iyo baabuurta (EES) ee u baahan baaskiil wadid joogto ah.

 Taas oo aan ka arki karno qoyska NMC ayaa noqonaya mid aad u kala duwan

Si kastaba ha ahaatee, waxyeellooyinkeeda ka soo cararka kulaylka, khataraha dabka iyo welwelka deegaanka ayaa caqabad ku noqon kara horumarkeeda.

l Lithium Titanate

Lithium titanate, oo inta badan loo yaqaan li-titanate, waa nooc ka mid ah baytariga oo leh tiro sii kordheysa ee isticmaalka. Sababtoo ah nanotechnology sare ee nanotechnology, waxay awood u leedahay in ay si degdeg ah u dalacdo oo ay u soo baxdo iyada oo la ilaalinayo korantada deggan, taas oo ka dhigaysa mid ku habboon codsiyada awoodda sare leh sida baabuurta korontada, ganacsiga iyo nidaamka kaydinta tamarta warshadaha, iyo kaydinta heerka-grid. Iyada oo ay weheliso badbaadada iyo isku halaynta, baytariyadan waxaa loo isticmaali karaa codsiyada militariga iyo hawada hawada, iyo sidoo kale kaydinta tamarta dabaysha iyo cadceedda iyo dhisidda xariijimo caqli badan. Intaa waxaa dheer, marka loo eego Space Battery, baytariyadan waxaa laga yaabaa in lagu shaqaaleysiiyo nidaamka korantada ee kaydinta muhiimka ah Si kastaba ha ahaatee, baytariyada lithium titanate waxay u muuqdaan inay ka qaalisan yihiin baytariyada lithium-ion-dhaqameedka sababtoo ah habka wax-soo-saarka adag ee loo baahan yahay si loo soo saaro.

5. Isbeddellada Horumarineed ee baytariyada Lithium Ion

Kobaca caalamiga ah ee rakibaadda tamarta dib loo cusboonaysiin karo ayaa kordhisay wax soo saarka tamarta kala go'a, abuurista shabag aan dheeli tirnayn. Tani waxay keentay baahida loo qabo baytariyada. iyadoo diiradda la saarayo qiiqa eber ee kaarboonka loona baahan yahay in laga fogaado shidaalka fosil, sida dhuxusha, wax soo saarka korontadu waxay soo dedejisaa dawlado badan si ay u dhiirigeliyaan rakibaadda tamarta qorraxda iyo dabaysha. Rakibaadahani waxa ay is amaahiyaan hababka kaydinta batteriga ee kaydiya tamarta xad dhaafka ah ee la dhaliyo. Sidaa darteed, dhiirigelinta dawladdu si ay u dhiirigeliso rakibaadda baytariyada Li-ion sidoo kale waxay kicisaa horumarinta baytariyada lithium ion Tusaale ahaan, cabbirka suuqa caalamiga ah ee baytariyada NMC ee Lithium-Ion waxaa la saadaalinayaa inuu ka kordho US$ milyan sanadka 2022 ilaa US$ milyan sanadka 2029; waxaa la filayaa inay ku koraan CAGR oo ah % laga bilaabo 2023 ilaa 2029  Iyo baahida sii kordheysa ee codsiyada dalbanaya culeysyo culus ayaa la saadaaliyay inay ka dhigi doonaan baytariyada lithium ion ee 3000-10000 qaybta ugu dhaqsaha badan inta lagu jiro xilliga saadaasha (2022-2030).

6 Falanqaynta maalgashiga ee baytariyada Lithium ion

Warshadaha suuqa baytariyada lithium ion waxaa la saadaalinayaa inay ka koraan USD 51.16 bilyan sanadka 2022 ilaa USD 118.15 bilyan marka la gaaro 2030, taasoo muujineysa kobaca sanadlaha ah ee isku dhafka ah ee 4.72% inta lagu jiro xilliga saadaasha (2022-2030), taasoo ku xiran dhowr arrimood.

l Falanqaynta Isticmaalaha Dhammaadka

Rakibaadaha qaybta tamarta ayaa ah darawalada muhiimka ah ee nidaamyada kaydinta tamarta batteriga (BESS). Qaybtan waxaa la filayaa inay ka koraan $2.25 bilyan sanadka 2021 ilaa $5.99 bilyan sanadka 2030 marka loo eego CAGR oo ah 11.5%.  Baytariyada Li-ion waxay muujinayaan sare u kaca 34.4% CAGR sababtoo ah saldhigooda korriinka oo hooseeya. Qaybaha kaydinta tamarta deegaanka iyo ganacsiga waa aagag kale oo leh awood suuq weyn oo ah $5.51 bilyan sanadka 2030, laga bilaabo $1.68 bilyan sanadka 2021. Qaybta warshaduhu waxay sii wadaan socodkooda ku wajahan qiiqa kaarboon eber, iyada oo shirkaduhu ay sameynayaan ballanqaadyo eber ah labaatanka sano ee soo socda. Shirkadaha isgaarsiinta iyo xarumaha xogta ayaa safka hore kaga jira dhimista qiiqa kaarboonka iyadoo diirada la saarayo ilaha tamarta la cusboonaysiin karo. Dhammaan kuwaas oo kor u qaadi doona horumarka degdega ah ee  baytariyada lithium ion sida shirkaduhu u helaan habab ay ku hubiyaan kaydka la isku halayn karo iyo isku dheelitirka grid.

l Falanqaynta Nooca Alaabta

Sababtoo ah qiimaha sarreeya ee kobalt, baytari la'aanta cobalt waa mid ka mid ah isbeddellada horumarinta baytariyada lithium-ion. LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) oo leh koronto-sare oo leh cufnaanta tamareed ee sare waa mid ka mid ah agabka cathode-ka-la'aanta ah ee ugu rajo-gelinta badan. Dheeraad ah, natiijooyinka tijaabada ah waxay caddeeyeen in waxqabadka baaskiilka iyo C-heerka ee batteriga LNMO la hagaajiyay iyadoo la adeegsanayo korantada-adag-yar. Tan waxaa la soo jeedin karaa in anionic COF uu awood u leeyahay inuu si xooggan u nuugo Mn3+/Mn2+ iyo Ni2+ iyada oo loo marayo isdhexgalka Coulomb, isaga oo xakameynaya u haajirintooda halista ah ee anode-ka. Sidaa darteed, shaqadani waxay faa'iido u yeelan doontaa ganacsiga ee walxaha LNMO cathode.

l Falanqaynta Gobolka

Aasiya-Pacific waxay noqon doontaa suuqa ugu weyn ee baytariyada lithium-ion ee fadhiya 2030, oo ay wadaan tamarta iyo warshadaha. Waxay la wareegi doontaa Waqooyiga Ameerika iyo Yurub suuq dhan $ 7.07 bilyan sanadka 2030, oo ka koraya $ 1.24 bilyan sanadka 2021 at CAGR oo ah 21.3%. Waqooyiga Ameerika iyo Yurub ayaa noqon doona suuqa ugu weyn ee soo socda iyadoo ay ugu wacan tahay himilooyinkooda ah inay kaarbooniyaan dhaqaalahooda iyo isku xidhka labaatanka sano ee soo socda. LATAM waxay arki doontaa heerka kobaca ugu sarreeya ee CAGR ee 21.4% sababtoo ah cabbirkeeda yar iyo saldhigga hoose.

7 Waxyaabaha ay tahay in laga fiirsado baytariyada Lithium Ion ee tayada sare leh

Markaad iibsanayso muraayadaha qorraxda ee indhaha, ma aha oo kaliya qiimaha iyo tayada waa in la tixgeliyaa, arrimo kale waa in sidoo kale maskaxda lagu hayaa.

l Cufnaanta Tamarta

Cufnaanta tamarta waa tirada tamarta lagu kaydiyo mugga cutubkiiba. Cufnaanta tamarta sare ee leh miisaan yar iyo cabbir ayaa aad u ballaaran inta u dhaxaysa wareegyada dallacaadda.

I  Badbaadada

Badbaadadu waa arrin kale oo muhiim ah oo ka mid ah baytariyada lithium-ion tan iyo qaraxyada iyo dabka laga yaabo inay dhacaan marka la dallaco ama la sii daayo, markaa waa lagama maarmaan in la doorto baytari leh hababka badbaadada ee la hagaajiyay, sida dareemayaasha heerkulka iyo walxaha xannibaya.

l Nooca

Mid ka mid ah isbeddellada ugu dambeeyay ee warshadaha baytariyada lithium-ion waa horumarinta baytariyada adag ee gobolka, kaas oo bixiya faa'iidooyin kala duwan sida cufnaanta tamarta sare iyo wareegga nolosha. Tusaale ahaan, isticmaalka baytariyada gobolka adag ee baabuurta korontada waxay si weyn u kordhin doontaa awooddooda iyo badbaadadooda.

l Heerka dallacaadda

Heerka dallacadu waxay ku xiran tahay sida ugu dhakhsaha badan ee batteriga loogu dallaci karo si badbaado leh. Mararka qaarkood batteriga wuxuu qaataa waqti dheer inuu dallaco ka hor inta aan la isticmaalin.

l Cimriga

 Ma jiro batari soconayo nolosha oo dhan laakiin waxa uu leeyahay taariikh dhicis. Hubi taariikhda dhicitaanka ka hor intaadan iibsan. Baytariyada lithium ion waxay leeyihiin nolol dheer oo dabiici ah sababtoo ah kimistarigooda, laakiin baytari kastaa wuu ka duwan yahay midba midka kale iyadoo ku xiran nooca, qaababka iyo qaabka loo sameeyay. Baytariyada tayada sare leh waxay socon doonaan waqti dheer maadaama ay ka samaysan yihiin walxo wanaagsan gudaha.