Libetri tsa Lithium Ion ke eng

1 Libetri tsa Lithium Ion ke eng?

Betri ke mohloli oa matla a motlakase o nang le sele e le 'ngoe kapa tse ngata tsa electrochemical tse nang le likhokahano tsa kantle bakeng sa ho matlafatsa lisebelisoa tsa motlakase. Betri ea lithium-ion kapa Li-ion ke mofuta oa betri e ka nchafatsoang e sebelisang phokotso e fetolehang ea li-ion tsa lithium ho boloka matla mme e tumme ka matla a bona a phahameng a matla.

2 Sebopeho sa Libetri tsa Lithium Ion

Ka kakaretso, libeteri tse ngata tsa Li-ion tsa khoebo li sebelisa metsoako ea ho kopanya e le lisebelisoa tse sebetsang. Ka tloaelo li na le likarolo tse 'maloa tsa lisebelisoa tse hlophisitsoeng ka tatellano e itseng ho tsamaisa tšebetso ea electrochemical e nolofalletsang betri ho boloka le ho lokolla matla - anode, cathode, electrolyte, separator le mokelli oa hona joale.

Anode ke eng?

Joalo ka karolo ea betri, anode e bapala karolo ea bohlokoa ho matla, ts'ebetsong le ho tšoarella ha betri. Ha u lefisa, anode ea graphite e na le boikarabelo ba ho amohela le ho boloka li-ion tsa lithium. Ha betri e tsoa, ​​li-ion tsa lithium li tloha ho anode ho ea ho cathode e le hore motlakase o bōptjoe. Ka kakaretso anode e sebelisoang haholo khoebong ke graphite, eo maemong a eona a lithiated ka botlalo a LiC6 e amanang le matla a maholo a 1339 C/g (372 mAh/g) Empa ka nts'etsopele ea mahlale, lisebelisoa tse ncha tse kang silicon li 'nile tsa etsoa lipatlisiso ho ntlafatsa matla a matla a betri ea lithium-ion.

Cathode ke eng?

Cathode e sebetsa ho amohela le ho lokolla li-ion tsa lithium tse qosoang hantle nakong ea lipotoloho tsa hajoale. Hangata e na le sebopeho sa layered oxide (joalo ka lithium cobalt oxide), polyanion (e kang lithium iron phosphate) kapa spinel (e kang lithium manganese oxide) e koahetsoeng ka moqokelli oa tefiso (hangata e entsoeng ka aluminium) 

Electrolyte ke eng?

Joalo ka letsoai la lithium ka har'a motsoako oa lintho tse phelang, electrolyte e sebetsa e le setsi sa li-ion tsa lithium ho tsamaea pakeng tsa anode le cathode nakong ea ho tjhaja le ho ntša.

Searohanyi ke eng?

Joalo ka lera le lesesaane kapa lera la lintho tse se nang conductive, karohano e sebetsa ho thibela anode (electrode e mpe) le cathode (electrode e ntle) hore e se ke ea fokotseha, kaha lera lena le khona ho kenella ho li-ion tsa lithium empa eseng ho li-electrone. E ka boela ea netefatsa phallo e tsitsitseng ea li-ion pakeng tsa li-electrode nakong ea ho tjhaja le ho ntša. Ka hona, betri e ka boloka motlakase o tsitsitseng mme ea fokotsa kotsi ea ho chesa, ho tuka kapa ho phatloha.

'Mokelli oa hona joale ke eng?

'Mokelli oa hona joale o etselitsoe ho bokella lisebelisoa tsa hona joale tse hlahisoang ke li-electrode tsa betri ebe o li isa potolohong e kantle, e leng bohlokoa ho netefatsa ts'ebetso e nepahetseng le bophelo bo bolelele ba betri. 'Me hangata e entsoe ka letlapa le lesesaane la aluminium kapa koporo.

3 Nalane ea Nts'etsopele ea Libetri tsa Lithium Ion

Patlisiso mabapi le libeteri tsa Li-ion tse nchafalitsoeng ho tloha lilemong tsa bo-1960, e 'ngoe ea mehlala ea khale ke betri ea CuF2/Li e ntlafalitsoeng ke NASA ho 1965 'Me koluoa ​​​​ea oli e fihlile lefats'eng ka bo-1970, bafuputsi ba ile ba lebisa tlhokomelo ea bona mehloling e meng ea matla, kahoo katleho e hlahisitseng mofuta oa pele oa betri ea kajeno ea Li-ion e entsoe ka lebaka la boima bo bobebe le matla a phahameng a matla a betri ea lithium ion. Ka nako e ts'oanang, Stanley Whittingham oa Exxon o ile a fumana hore lithium ion e ka kenngoa ka har'a thepa e kang TiS2 ho etsa betri e ka tjhajoang hape. 

Kahoo o ile a leka ho rekisa betri ena empa a hlōleha ka lebaka la litšenyehelo tse phahameng le ho ba teng ha metallic lithium liseleng. Ka 1980 thepa e ncha e ile ea fumanoa e fana ka matla a phahameng a motlakase 'me e ne e tsitsitse haholoanyane moeeng, e neng e tla sebelisoa hamorao ka betri ea pele ea khoebo ea Li-ion, le hoja e ne e sa ka ea rarolla bothata bo tsitsitseng ba ho chesa. Selemong sona seo, Rachid Yazami o ile a qapa electrode ea lithium graphite (anode). Mme ka 1991, libeteri tsa pele tsa lefats'e tsa lithium-ion tse nchafalitsoeng li ile tsa qala ho kena 'marakeng. Lilemong tsa bo-2000, tlhokahalo ea libeteri tsa lithium-ion e ile ea eketseha ha lisebelisoa tsa elektroniki tse nkehang li ntse li tuma, tse tsamaisang libeteri tsa lithium ion hore li bolokehe le ho tšoarella ho feta. Likoloi tsa motlakase li ile tsa hlahisoa ka 2010s, tse ileng tsa theha 'maraka o mocha oa libeteri tsa lithium-ion 

Nts'etsopele ea lits'ebetso tse ncha tsa tlhahiso le lisebelisoa, joalo ka silicon anode le li-electrolyte tse tiileng, li ile tsa tsoela pele ho ntlafatsa ts'ebetso le polokeho ea libeteri tsa lithium-ion. Matsatsing ana, libeteri tsa lithium-ion li fetohile tsa bohlokoa bophelong ba rona ba letsatsi le letsatsi, kahoo lipatlisiso le nts'etsopele ea lisebelisoa tse ncha le mahlale a macha li ntse li tsoela pele ho ntlafatsa ts'ebetso, katleho le polokeho ea libeteri tsena.

4.Mefuta ea Libetri tsa Lithium Ion

Libetri tsa lithium-ion li na le libopeho le boholo bo fapaneng, 'me ha se kaofela ha tsona tse lekantsoeng. Ka tloaelo ho na le mefuta e mehlano ea libeteri tsa lithium-ion.

l Lithium Cobalt Oxide

Libetri tsa lithium cobalt oxide li entsoe ka lithium carbonate le cobalt hape li tsejoa e le lithium cobaltate kapa lithium-ion cobalt libetri. Li na le cobalt oxide cathode le graphite carbon anode, 'me lithium ion li falla ho tloha ho anode ho ea ho cathode nakong ea ho tsoa, ​​le phallo e khutlela morao ha betri e qosoa. Ha e le ts'ebeliso ea eona, li sebelisoa lisebelisoa tsa elektronike tse nkehang, likoloi tsa motlakase, le lisebelisoa tsa polokelo ea matla a tsosolositsoeng ka lebaka la matla a bona a phahameng a khethehileng, tekanyo e tlaase ea ho itšehla thajana, matla a phahameng a ho sebetsa le mocheso o pharaletseng. ho monyetla oa ho baleha ha mocheso le ho se tsitse ha mocheso o phahameng.

l Lithium Manganese Oxide

Lithium Manganese Oxide (LiMn2O4) ke thepa ea cathode e sebelisoang hangata ho libeteri tsa lithium-ion. Theknoloji ea mofuta ona oa betri e qalile ho fumanoa lilemong tsa bo-1980, ka khatiso ea pele ho Materials Research Bulletin ka 1983. E 'ngoe ea melemo ea LiMn2O4 ke hore e na le botsitso bo botle ba mocheso, ho bolelang hore ho na le monyetla o fokolang oa ho baleha mocheso, oo hape o sireletsehileng ho feta mefuta e meng ea betri ea lithium-ion. Ho feta moo, manganese e ngata ebile e fumaneha hohle, e leng se etsang hore e be khetho e tsitsitseng haholoanyane ha e bapisoa le lisebelisoa tsa cathode tse nang le lisebelisoa tse fokolang tse kang cobalt. Ka lebaka leo, hangata li fumaneha lisebelisoa tsa bongaka le lisebelisoa, lisebelisoa tsa motlakase, lithuthuthu tsa motlakase le lits'ebetso tse ling. Ho sa tsotellehe melemo ea eona, LiMn2O4 botsitso bo fokolang ba libaesekele ha bo bapisoa le LiCoO2, e bolelang hore e ka hloka ho nkeloa sebaka khafetsa, kahoo e ka 'na ea se ke ea tšoanela mekhoa ea nako e telele ea ho boloka matla.

l Lithium Iron Phosphate (LFP)

Phosphate e sebelisoa e le cathode ka libeteri tsa lithium iron phosphate, tseo hangata li tsejoang e le libeteri tsa li-phosphate. Ho hanyetsa ha bona ho fokolang ho ntlafalitse botsitso ba bona ba mocheso le polokeho Li boetse li tumme ka ho tšoarella le nako e telele ea bophelo, e leng se etsang hore e be khetho e theko e boima ka ho fetisisa ho mefuta e meng ea libeteri tsa lithium-ion. Ka lebaka leo, libeteri tsena li sebelisoa khafetsa libaesekeleng tsa motlakase le lits'ebetsong tse ling tse hlokang nako e telele ea bophelo le maemo a phahameng a polokeho. Empa mefokolo ea eona e etsa hore ho be thata ho hola kapele. Taba ea pele, ha e bapisoa le mefuta e meng ea libeteri tsa lithium-ion, li bitsa chelete e ngata hobane li sebelisa lisebelisoa tse sa tloaelehang le tse theko e boima. Ntle le moo, libeteri tsa lithium iron phosphate li na le matla a tlase a ts'ebetso, ho bolelang hore li kanna tsa se tšoanelehe bakeng sa lits'ebetso tse ling tse hlokang motlakase o phahameng. Nako e telele ea ho tjhaja e etsa hore e be mofokoli lits'ebetsong tse hlokang ho nchafatsoa ka potlako.

l Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC)

Libetri tsa Lithium Nickel manganese Cobalt Oxide, tseo hangata li tsejoang e le libeteri tsa NMC, li entsoe ka mefuta e fapaneng ea lisebelisoa tse fumanehang hohle ka libeteri tsa lithium-ion. Ho kenyelelitsoe cathode e entsoeng ka motsoako oa nickel, manganese le cobalt Matla a eona a phahameng, ts'ebetso e ntle ea libaesekele, le nako e telele ea bophelo e entse hore e be khetho ea pele likoloing tsa motlakase, lits'ebetso tsa polokelo ea marang-rang, le lits'ebetso tse ling tse sebetsang hantle, tse tlatselitseng le ho feta botumong bo ntseng bo eketseha ba likoloi tsa motlakase le lits'ebetso tse nchafalitsoeng tsa matla. Ho eketsa bokhoni, li-electrolyte tse ncha le li-additives li sebelisoa ho e nolofalletsa ho tjhaja ho 4.4V/cell le holimo. Ho na le mokhoa o lebisang ho Li-ion e kopantsoeng le NMC kaha sistimi e na le litšenyehelo ebile e fana ka ts'ebetso e ntle. Nickel, manganese, le cobalt ke lisebelisoa tse tharo tse sebetsang tse ka kopanngoang habonolo hore li lumellane le mefuta e mengata ea lisebelisoa tsa likoloi le lisebelisoa tsa polokelo ea matla (EES) tse hlokang ho palama baesekele khafetsa.

 Ho tloha moo re ka bonang lelapa la NMC le ntse le fetoha le fapaneng

Leha ho le joalo, litla-morao tsa eona tsa ho baleha ha mocheso, likotsi tsa mollo le mathata a tikoloho li ka 'na tsa sitisa tsoelo-pele ea eona.

l Lithium Titanate

Lithium titanate, eo hangata e tsejoang e le li-titanate, ke mofuta oa betri e nang le palo e ntseng e eketseha ea ts'ebeliso. Ka lebaka la nanotechnology ea eona e phahameng, e khona ho tjhaja le ho lahla ka potlako ha e ntse e boloka motlakase o tsitsitseng, e leng se etsang hore e tšoanelehe bakeng sa lisebelisoa tse matla tse kang likoloi tsa motlakase, mekhoa ea polokelo ea matla ea khoebo le ea indasteri, le polokelo ea boemo ba grid. Hammoho le polokeho le ts'epahalo ea eona, libeteri tsena li ne li ka sebelisoa bakeng sa lits'ebetso tsa sesole le tsa sefofane, hammoho le ho boloka matla a moea le a letsatsi le ho etsa marang-rang a bohlale. Ho feta moo, ho latela Battery Space, libeteri tsena li ka sebelisoa ho li-backups tsa bohlokoa tsa sistimi ea matla. Leha ho le joalo, libeteri tsa lithium titanate li atisa ho bitsa chelete e ngata ho feta libeteri tsa lithium-ion tsa setso ka lebaka la mokhoa o rarahaneng oa ho etsa lihlahisoa tse hlokahalang ho li hlahisa.

5.Tlhahiso ea Mekhoa ea Libetri tsa Lithium Ion

Keketseho ea lefats'e ea lits'ebetso tsa matla a ka nchafatsoang e ekelitse tlhahiso ea nako le nako ea motlakase, e leng ho theha marang-rang a sa leka-lekanang. Sena se entse hore ho be le tlhokahalo ea libeteri.ha ho ntse ho tsepamisitsoe maikutlo holim'a khabone ea zero le tlhokahalo ea ho suthela hole le libeso tsa khale, e leng mashala, bakeng sa tlhahiso ea matla e susumelletsa mebuso e mengata hore e khothalletse ho kenya matla a letsatsi le a moea. Lits'ebetso tsena li sebelisa lisebelisoa tsa polokelo ea betri tse bolokang matla a feteletseng a hlahisoang. Ka hona, likhothatso tsa mmuso tsa ho khothaletsa ho kenya betri ea Li-ion le tsona li tsamaisa nts'etsopele ea libeteri tsa lithium ion. Mohlala, boholo ba mmaraka oa NMC Lithium-Ion Batteries bo lebelletsoe ho hola ho tloha ho US $ milione ka 2022 ho isa ho US $ milione ka 2029; e lebelletsoe ho hola ho CAGR ea% ho tloha 2023 ho ea ho 2029  'Me litlhoko tse ntseng li eketseha tsa lits'ebetso tse batlang meroalo e boima ho nahanoa hore li tla etsa libeteri tsa lithium ion tsa 3000-10000 karolo e ntseng e hola ka potlako nakong ea kemiso (2022-2030).

6 Tlhahlobo ea matsete ea Libetri tsa Lithium Ion

Indasteri ea mmaraka oa libeteri tsa lithium ion ho hakanngoa hore e tla hola ho tloha ho $ 51.16 bilione ka 2022 ho isa ho $ 118.15 billion ka 2030, e bonts'a sekhahla sa kholo ea selemo le selemo sa 4.72% nakong ea kemiso (2022-2030), e ipapisitseng le lintlha tse 'maloa.

l Tlhahlobo ea basebelisi ba ho qetela

Mehaho ea likarolo tsa lisebelisoa ke lisebelisoa tsa bohlokoa bakeng sa lisebelisoa tsa polokelo ea matla a betri (BESS). Karolo ena e lebelletsoe ho hola ho tloha ho $2.25 billion ka 2021 ho isa ho $5.99 billion ka 2030 ho CAGR ea 11.5%.  Li-betri tsa Li-ion li bonts'a CAGR e phahameng ea 34.4% ka lebaka la motheo oa bona o tlase oa kholo. Likarolo tsa polokelo ea matla a bolulo le khoebo ke libaka tse ling tse nang le monyetla o moholo oa mmaraka oa $ 5.51 bilione ka 2030, ho tloha ho $ 1.68 billion ka 2021. Lekala la indasteri le ntse le tsoela pele leetong la lona le lebisang ho feberung ea khabone, 'me lik'hamphani li etsa boitlamo ba net-zero lilemong tse mashome a mabeli tse tlang. Likhamphani tsa Telecom le tsa data center li ka pele ho ho fokotsa ho tsoa ha khabone ka ho tsepamisa maikutlo ho matla a matla a ka nchafatsoang. Kaofela ha tsona li tla khothaletsa tsoelopele e potlakileng ea  Li-betri tsa lithium ion ha lik'hamphani li fumana litsela tsa ho netefatsa bekapo e tšepahalang le ho leka-lekanya grid.

l Tlhahlobo ea Mofuta oa Sehlahisoa

Ka lebaka la theko e phahameng ea cobalt, betri e se nang cobalt ke e 'ngoe ea mekhoa ea ntlafatso ea libeteri tsa lithium-ion. High-voltage LiNi0.5Mn1.5O4 (LNMO) e nang le matla a matla a theory ke e 'ngoe ea lisebelisoa tse tšepisang ka ho fetisisa tsa Co-free cathode ho ea pele. Ho feta moo, liphetho tsa liteko li pakile hore ts'ebetso ea libaesekele le C-rate ea betri ea LNMO e ntlafatsoa ka ho sebelisa semi-solid electrolyte. Sena se ka sisinngoa hore COF ea anionic e khona ho monya ka matla Mn3+/Mn2+ le Ni2+ ka ho sebelisana ha Coulomb, ho thibela ho falla ha bona ho senyang ho anode. Ka hona, mosebetsi ona o tla ba molemo khoebong ea thepa ea cathode ea LNMO.

l Tlhahlobo ea Libaka

Asia-Pacific e tla ba 'maraka o moholo ka ho fetisisa oa betri ea lithium-ion ka 2030, e tsamaisoang ke lits'ebeletso le liindasteri. E tla feta Amerika Leboea le Europe ka 'maraka oa $7.07 bilione ka 2030, e hola ho tloha ho $1.24 billion ka 2021 ho CAGR ea 21.3%. Amerika Leboea le Europe e tla ba 'maraka o latelang o moholo ka ho fetisisa ka lebaka la sepheo sa bona sa ho tlosa carbonate moruong le marang-rang lilemong tse mashome a mabeli tse tlang. LATAM e tla bona sekhahla se phahameng ka ho fetisisa sa kholo ho CAGR ea 21.4% ka lebaka la boholo ba eona bo nyane le motheo o tlase.

7 Lintho Tseo U Lokelang ho li Nahana Bakeng sa Libetri tsa Lithium Ion tsa boleng bo holimo

Ha u reka inverter ea optical solar, eseng feela theko le boleng bo lokelang ho nkoa, lintlha tse ling le tsona li lokela ho hopoloa.

l Matla a Matla

Tekanyo ea Matla ke palo ea matla a bolokiloeng ka bongata ba yuniti. Matla a phahameng a nang le boima bo fokolang le boholo bo atile haholo lipakeng tsa li-cycle tsa ho tjhaja.

l  Polokeho

Tšireletseho ke karolo e 'ngoe ea bohlokoa ea libeteri tsa lithium-ion ho tloha ha ho phatloha le mollo o ka' nang oa etsahala ha o ntse o tjhaja kapa o tsoa, ​​kahoo hoa hlokahala ho khetha libeteri tse nang le mekhoa e ntlafetseng ea ts'ireletso, tse kang li-sensor tsa mocheso le lintho tse thibelang.

l Mofuta

E 'ngoe ea mekhoa ea morao-rao indastering ea betri ea lithium-ion ke nts'etsopele ea libeteri tse tiileng, tse fanang ka melemo e mengata e kang matla a matla a matla le nako e telele ea bophelo. Mohlala, tšebeliso ea libeteri tsa boemo bo tiileng likoloing tsa motlakase li tla eketsa bokhoni ba tsona le polokeho haholo.

l Sekhahla sa ho tjhaja

Sekhahla sa ho tjhaja se itshetlehile hore na betri e tjhajwa kapele hakae ka polokeho. Ka linako tse ling betri e nka nako e telele ho tjhaja pele e ka sebelisoa.

l Nako ea bophelo

 Ha ho betri e sebetsang bophelo bohle empa e na le letsatsi la ho felloa ke nako. Sheba letsatsi la ho felloa ke nako pele u reka. Libetri tsa lithium ion li na le bophelo bo bolelele ba tlhaho ka lebaka la k'hemistri ea eona empa betri e 'ngoe le e' ngoe e fapana ho ea ka mofuta, litlhaloso le tsela eo li entsoeng ka eona. Libetri tsa boleng bo holimo li tla tšoarella nako e telele kaha li entsoe ka thepa e ntle ka hare.