Le atharrachadh leantainneach air structar lùth na cruinne agus leasachadh luath air lùth ath-nuadhachail,stòradh lùthamean air mhean tha teicneòlas a’ fàs na thaic chudromach airson cruth-atharrachadh lùtha agus a’ stiùireadh leasachadh eaconamach san àm ri teachd.
Ro-ràdh gu Teicneòlas Bataraidh Stòradh Cumhachd
▲Tionndadh lùtha, stòradh agus cleachdadh
▲Seòrsachadh agus Cur an sàs Teicneòlasan Stòraidh Cumhachd
▲Sealladh farsaing air Bataraidhean Stòraidh Cumhachd
▲Prionnsabal obrach agus co-dhèanamh bataraidhean stòraidh lùtha
▲Comharran coileanaidh agus briathrachas co-cheangailte bataraidhean stòraidh lùtha
Is e lùth am feachd bunaiteach a tha a’ stiùireadh an t-saoghail agus na phrìomh ghoireas air a bheil comann-sòisealta daonna an urra ri leasachadh. Bho chiad chleachdadh teine gu dealan an latha an-diugh, tha leasachadh agus cleachdadh lùth air adhartas na sìobhaltachd a bhrosnachadh agus air cumadh a thoirt air an structar sòisealta a th’ againn an-dràsta.
Le fàs leantainneach ann an iarrtas lùth na cruinne agus leasachadh luath air lùth ath-nuadhachail, tha teicneòlas bataraidh stòraidh lùtha air nochdadh agus air a thighinn gu bhith na chrann deatamach den roinn lùtha. Faodaidh bataraidhean stòraidh lùtha stòran lùtha eadar-amail leithid cumhachd gaoithe is grèine a stòradh gu h-èifeachdach agus an leigeil ma sgaoil aig amannan àrd-iarrtas, a’ dèanamh cinnteach à seasmhachd solar cumhachd. Chan e a-mhàin gu bheil an teicneòlas seo a’ lughdachadh eisimeileachd air connadh fosail traidiseanta ach tha e cuideachd a’ toirt seachad barrantasan cudromach airson a bhith a’ coileanadh siostaman lùtha ìosal gualain agus seasmhach.
Tha leasachadh teicneòlas bataraidh stòraidh lùtha, bho bhataraidhean traidiseanta luaidhe gu bataraidhean lithium-ion an latha an-diugh, agus an uairsin gu bataraidhean stàite cruaidh agus bataraidhean sodium-ionan a tha a’ tighinn am bàrr, an-còmhnaidh a’ briseadh tro bhotail teicneòlais. Le bhith ag adhartachadh dùmhlachd lùtha, a’ leudachadh beatha, agus ag àrdachadh sàbhailteachd, tha bataraidhean stòraidh lùtha air cothroman tagraidh farsaing a nochdadh ann an raointean leithid stòradh lùth dachaigh, còmhdhail, agus riaghladh clèithe. Faodar a ràdh gu bheil teicneòlas bataraidh stòraidh lùtha chan ann a-mhàin cudromach don atharrachadh structar lùtha a th’ ann an-dràsta ach cuideachd aig cridhe ghriodan snasail san àm ri teachd agus siostaman lùth sgaoilte.
Teicneòlas stòraidh lùth bataraidh stèidhichte air lithium-
▲Structar agus prionnsabal obrach bataraidhean lithium-ion
▲Stuthan catod bataraidh lithium-
▲Stuthan anod bataraidh lithium{0}}
▲Electrolyte bataraidh ion lithium-
▲Dealbhadh agus saothrachadh bataraidhean lithium-ion
Ann an 1970, chruthaich MS Whittingham à ExxonMobil a’ chiad bataraidh lithium{3}}ion. Chleachd e titanium disulfide agus lithium meatailteach mar na dealanan dearbhach is àicheil, fa leth. Nuair a bhios tu a ’cur cosgais agus a’ sgaoileadh, bidh lithium meatailteach air a chaitheamh gu leantainneach agus air a ghineadh aig an dealan àicheil, fhad ‘s a bhios titanium disulfide an-còmhnaidh a’ cuir a-steach agus a ’toirt a-mach ions lithium aig an dealan adhartach. Tha an dà phròiseas seo air an tionndadh air ais fad beatha a’ bhataraidh, agus mar sin a’ cruthachadh bataraidh ion lithium àrd-sgoile le bholtaids de 2V. Leis an coileanadh adhartach is goireasach aca, tha iad a’ sìor dhol a-steach do dhiofar raointean, bho thoraidhean 3C leithid fònaichean-làimhe is tablaidean gu roinnean cumhachd cumhachd leithid carbadan dealain agus raointean stòraidh lùth mòr leithid photovoltaics agus cumhachd gaoithe, a’ toirt buaidh mhòr air beatha shòisealta.
Dè a th’ ann am bataraidh?
▲ Eachdraidh leasachadh bataraidh
▲Ro-ràdh gu Bataraidhean Lithium-ion
▲ Feartan bataraidhean lithium-ion
▲ Prìomh stuthan ann am bataraidhean lithium-ion
Is e seòrsa de stòr cumhachd a th’ ann am bataraidh. Mar as trice tha stòran cumhachd air an roinn ann an stòran cumhachd corporra agus stòran cumhachd ceimigeach. Tha stòran cumhachd corporra a’ toirt a-steach innealan gineadh cumhachd grèine, innealan gineadh cumhachd thermoelectric, gineadairean teirmeach is dealan-uisge, msaa; fhad ‘s a tha stòran cumhachd ceimigeach a’ toirt iomradh air innealan gineadh cumhachd as urrainn lùth ceimigeach a thionndadh gu dìreach gu lùth dealain, is e sin, bataraidhean ceimigeach san t-seagh choitcheann, no dìreach bataraidhean.
Tha siostaman bataraidh air a thighinn air adhart tro cheithir ginealaichean: bataraidhean luaidhe, searbhag, nicil, bataraidhean nicil-meatailt, agus bataraidhean lithium. Tha coileanadh bataraidh air a thighinn air adhart gu leantainneach, agus tha tuigse dhaoine air siostaman bataraidh air a dhol nas doimhne. An-dràsta, is e bataraidhean lithium-an siostam bataraidh ath-thagraidh as èifeachdaiche agus as èifeachdaiche a thaobh lùtha, a’ riochdachadh an ìre as àirde de rannsachadh agus teicneòlas bataraidh daonna.
Rannsachadh agus Leasachadh Eachdraidh Stuthan Fosfate Iarainn Lithium
▲ Eachdraidh leasachaidh stuthan fosfáit iarainn lithium
▲ Suidheachadh patent de lithium iarann phosphate
▲ Sgrùdaidhean structarail agus dèanadais air stuthan fosfáit iarainn lithium
Is e stuth catod a th’ ann am fosfáit iarann litiam (LiFeP, LFP, ris an canar cuideachd lithium iarann phosphate no lithium iarann phosphate) a thathas a’ cleachdadh ann am bataraidhean lithium-ion. Tha e air a chomharrachadh le dìth eileamaidean luachmhor leithid cobalt agus nicil, prìsean stuthan amh ìosal, agus pailteas de phosphorus, lithium, agus goireasan iarainn ann an rùsg na Talmhainn, a choinnicheas ri iarrtas margaidh nas àirde na millean tunna gach bliadhna. Mar stuth catod, tha bholtadh obrachaidh meadhanach (3.2V) aig fosfáit iarainn lithium, comas sònraichte àrd (170mA · h / g), cumhachd sgaoilidh àrd, comas cosgais luath, beatha rothaireachd fada, agus deagh sheasmhachd fo theodhachd àrd agus àrainneachdan teas àrd.
Uidheam cinneasachaidh a thathar a’ cleachdadh ann a bhith a’ dèanamh stuthan lithium iarann phosphate
▲Riatanasan Uidheam Riochdachaidh:; Uidheam measgachaidh; Uidheam tiormachaidh; Uidheam sintering,; Uidheam pronnadh; Uidheam Sgrionaidh; Gineadair nitrogen; Uidheam pacaidh.
Nuair a thathas a’ cleachdadh stuthan catod lithium-iarann fosfáit (LFP) ann an saothrachadh bataraidh ion lithium, tha na riatanasan airson an purrachd, an ìre agus an neo-chunbhalachd gu math teann. Mar eisimpleir, nuair a ruigeas an ìre oxidation de iarann divalent ann an LFP 1%, faodaidh an comas sònraichte a dhol sìos còrr air 30%. Tha seo air sgàth gu bheil an iarann trivalent a chaidh a chruthachadh às ùr a’ còmhdach uachdar an LFP, a’ cruthachadh còmhdach reactive a chuireas casg air tuilleadh ath-bheachdan a-staigh. Ma chaidh LFP a oxidachadh mar-thà, chan urrainn do dhòighean lughdachadh às deidh sin LFP a thoirt gu buil leis gu bheil na h-ianan lithium anns an stuth amh air an call mu thràth.
Ag ullachadh stuthan iarainn lithium phosphate le dòigh ferrous oxalate
▲ Prionnsapal synthesis
▲ Prìomh stuthan amh synthetigeach
▲ Pròiseas synthesis
▲ Coileanadh stuthan synthetigeach
Canar modh ferrous oxalate (no dìreach modh ferrous) ris a’ phròiseas airson a bhith a’ co-chur fosfáit iarainn lithium a’ cleachdadh oxalate ferrous mar stuth amh. An-dràsta, is e an dòigh ferrous oxalate am pròiseas agus an dòigh as fharsainge ann an Sìona, le còrr air leth de luchd-saothrachaidh dachaigheil ga chleachdadh. Is e na prìomh bhuannachdan aige cosgaisean stuthan amh ìosal, pròiseas sìmplidh, agus smachd furasta air co-mheasan tàthchuid.
Ag ullachadh stuthan iarainn lithium phosphate le lughdachadh carbothermal
▲ Prionnsapal synthesis
▲ Prìomh stuthan amh synthetigeach
▲ Pròiseas synthesis
▲ Coileanadh stuthan synthetigeach
Am measg luchd-saothrachaidh a tha a’ dèanamh stuthan lithium iarann phosphate (LiFePO4), is e an dòigh lughdachadh carbothermal an dàrna teicneòlas as fharsainge a thathas a’ cleachdadh an-dràsta às deidh an dòigh ferrous oxalate. Is e a phrìomh stuth amh iarann ferric (Fe2PO4), a’ toirt a-steach fosfáit iarainn (Fe2PO4) agus iarann ogsaid (Fe2O3). Rè an ath-bhualadh, bidh carbon (C) agus carbon aon-ogsaid (C2O3) a 'lùghdachadh iarann fiodha (Fe2PO4) gu iarann fiadhaich (Fe 2+), a bhios an uairsin a' dol a-steach don uachdaran criostail, a 'cruthachadh structar criostail lithium iarann phosphate (LiFePO4).
Is e buannachd an dòigh lughdachadh carbothermal nach fheumar beachdachadh air oxidation nan stuthan amh aig àm giollachd; faodar diofar dhòighean measgachaidh a chleachdadh gus na stuthan amh a phròiseasadh gus an staid sgaoilidh a tha thu ag iarraidh a choileanadh. Is ann dìreach aig ìre teòthachd àrd a bhios gualain a’ lughdachadh iarann ferric gu iarann iarann, a’ cruthachadh fosfáit iarann litiam, agus mar sin an t-ainm dòigh lughdachadh carbothermal. Tha an dòigh lughdachadh carbothermal a’ coileanadh lùghdachadh aon-cheum, a’ lughdachadh toradh gas, agus tha e buannachdail airson toradh a leasachadh. Aig an aon àm, tha am pròiseas synthesis sìmplidh agus furasta a smachdachadh, a ’leantainn gu barrachd is barrachd chompanaidhean a’ gabhail ris an dòigh lughdachadh carbothermal.
Ullachadh hydrothermal de stuthan lithium iarann phosphate
▲ Prionnsapal synthesis
▲ Prìomh stuthan amh synthetigeach
▲ Pròiseas synthesis
▲ Coileanadh stuthan synthetigeach
Tha an dòigh hydrothermal na dhòigh an ìre mhath adhartach airson a bhith ag ullachadh stuthan catod iarann litiam phosphate. Tha am prìomh phròiseas aige a’ cleachdadh siostam hydrothermal supercritical, a’ leaghadh sulfate ferrous, lithium hydroxide, agus searbhag fosphoric ann an uisge, a’ teasachadh an fhuasglaidh gu còrr air 100 ceum ann an àrainneachd ròin gus fuasgladh uisgeach le cuideam àrd, teòthachd àrd, àrd a chruthachadh. Bidh an ath-bhualadh a’ dol air adhart tro sgaoileadh ion, a’ gineadh mìrean criostal iarainn lithium phosphate. Tha an stuth fìor-ghlan lithium-iarann fosfáit an uairsin air a shìoladh, air a thiormachadh agus air a chòmhdach- gualain gus a bhith a 'cruthachadh stuth lithium fosfáit / carbon.
Modhan deuchainn is anailis gnàthach airson stuthan lithium iarann phosphate
▲ Mion-sgrùdadh co-dhèanamh ceimigeach agus modhan deuchainn airson stuthan lithium iarann fosfáit
▲ Modhan deuchainn seilbh corporra airson stuthan fosfáit iarainn lithium
▲ Modhan deuchainn dèanadais dealanach airson stuthan fosfáit iarainn lithium
▲Luachadh air Cleachdaidhean Practaigeach de Stuthan Fosfate Iarainn Lithium
Airson stuthan lithium iarann phosphate (LFP), tha deuchainn na phrìomh theicneòlas, eadhon nas cudromaiche na smachd pròiseas synthesis. Às aonais dàta deuchainn mionaideach agus ceart, chan fhaighear suidheachaidhean pròiseas seasmhach, agus mar sin, chan urrainnear toraidhean LFP le teisteanas a choinnicheas ri riatanasan cleachdaidh a thoirt gu buil. Tha e deatamach gun tèid deuchainn chruaidh a dhèanamh air stuthan tron phròiseas toraidh gu lèir, bho bhith a’ faighinn stuthan amh agus synthesis gu measadh toraidh crìochnaichte. Mar sin, feumaidh aonad sam bith a tha a’ sgrùdadh agus a’ dèanamh LFP cuideam mòr a chuir air togail an t-siostam deuchainn aige. Tha a bhith a’ cleachdadh uidheamachd deuchainn sòlaimte, modhan deuchainn teann, agus luchd-deuchainn air an deagh thrèanadh nan suidheachaidhean bunaiteach airson companaidh gus a suidheachadh sa ghnìomhachas a chumail suas.
Mion-sgrùdadh air feartan eile de stuthan lithium iarann phosphate
▲ Mion-sgrùdadh dèanadais dealanach de stuthan fosfáit iarann litiam
▲ Mion-sgrùdadh morf-eòlas microscopach dealanach air stuthan lithium iarann fosfáit
▲ Lùth uachdar stuthan fosfáit iarainn lithium
▲ Tomhas air solubility iarainn ann an stuthan lithium iarann phosphate
▲ Feartan speactroscopach stuthan fosfáit iarainn lithium
Ann a bhith a’ cleachdadh stuthan fosfáit iarann lithium gu practaigeach, a bharrachd air na deuchainnean coileanaidh àbhaisteach, feumar cuideachd cuid de fheartan sònraichte a thomhas gus iomradh a thoirt seachad airson measadh coileanadh stuthan agus pròiseasan saothrachadh bataraidh. Le adhartas teicneòlais, faodar cuid de pharaimearan nach gabhadh a thomhas roimhe seo a thomhas ach le bhith a’ cleachdadh làn cheallan a-nis le bhith a’ cleachdadh dhòighean sìmplidh. Mar eisimpleir, faodar coileanadh baidhsagal stuthan fosfáit iarann lithium, gu sònraichte coileanadh cearcall gualain, a mheasadh a-nis le bhith a ’cleachdadh ceallan coin a chaidh an dealbhadh gu sònraichte, a’ sìmpleachadh a ’phròiseas tomhais gu mòr.
Teicneòlas saothrachaidh bataraidh a’ cleachdadh stuthan lithium iarann phosphate
▲ Sònrachaidhean dealbhaidh siostam bataraidh fosfáit iarann litium
▲ Teicneòlas ullachaidh siodar stuth fosfáit iarann litium
▲ Còmhdach siodar fosfáit iarainn lithium
▲ Rolladh dealanan fosfáit iarainn lithium
▲ Cruth-atharrachadh agus Roinn
▲ Eisimpleirean eile de shaothrachadh bataraidh
Airson bataraidh lithium{0}}ion sam bith, 's e an dealbhadh tùsail a' phrìomh obair. Tha an obair dealbhaidh a’ toirt a-steach a bhith a’ dearbhadh pròiseas saothrachaidh a’ bhataraidh lithium-ion. Leis gu bheil coileanadh bataraidh air a dhearbhadh sa mhòr-chuid leis na dealanan, tha dealbhadh electrode na phrìomh phàirt den phròiseas saothrachaidh bataraidh. Tha seo cuideachd fìor airson bataraidhean lithium iarann phosphate.
Prìomh raointean tagraidh de bataraidhean lithium iarann phosphate
▲ Cleachdadh bataraidhean lithium iarann phosphate ann an innealan còmhdhail dealain
▲ Cleachdadh bataraidhean lithium iarann phosphate ann an solar cumhachd stòraidh lùtha
▲ Cleachdadh bataraidhean lithium iarann fosfáit ann an innealan cumhachd
▲ Cleachdadh bataraidhean lithium iarann phosphate
Is e fosfáit iarainn lithium (LFP) an stuth catod airson bataraidhean lithium-ion, agus is e a’ bhuannachd as motha a th’ ann a shàbhailteachd àrd. Tha buannachdan aige cuideachd gu bheil dìth stuthan lithium manganese oxide agus nicil, leithid beatha rothaireachd fada, cosgais stuthan ìosal, agus pailteas stòran stuthan amh. Tha bholtadh seasmhach aig bataraidhean LFP, bholtadh obrachaidh meadhanach, co-chòrdalachd math le siostaman electrolyte, neo-phuinnseanta, chan eil buaidh cuimhne aca, agus chan eil iad a’ truailleadh na h-àrainneachd. Faodaidh an lùth sònraichte aca 100–130 Wh/kg a ruighinn, a tha 0.3–5 uiread nas motha na bataraidhean searbhag luaidhe agus 1.5 uair nas motha na bataraidhean nicil-hydride. Leis na buannachdan iomadach aige, tha e air a mheas mar bataraidh air leth freagarrach airson carbadan dealain, stòradh lùth gaoithe is grèine, agus bataraidhean cùl-taic sàbhailte airson an cleachdadh san dachaigh.
Ro-shealladh airson stuthan catod eile airson bataraidhean lithium
▲ Stuth catod lithium vanadium phosphate -
▲ Stuth catod fosfáit manganese lithium
▲ Stuth catod silicate iarann litiam
▲ Stuth catod borate iarann Lithium
▲Lithium-stuthan catod le còmhdach beairteach
Le nochdadh stuthan lithium-iarann fosfáit (LFP) chuir iad bunait saidheans stuthan an sàs airson cleachdadh farsaing de bataraidhean lithium mòr-sgèile -.
Mar a tha fios, tha sàbhailteachd bataraidhean lithium- air a bhith a-riamh na phrìomh chuspair agus na chùis èiginneach a’ cuingealachadh leasachadh a’ ghnìomhachais. Eadhon ann an dùthchannan leasaichte le feartan stuthan seasmhach agus uidheamachd giullachd sòlaimte, chan urrainnear làn ghealladh a thoirt do shàbhailteachd bataraidhean lithium-ion. Leis an ìre coimeasach ìosal de ghiullachd bataraidh ian lithium anns an dùthaich agamsa, tha LFP gu math freagarrach airson suidheachaidhean nàiseanta na dùthcha agam, a’ leasachadh sàbhailteachd bataraidh gu mòr.