Маводҳои тобовар аз оташ чист?
Моҳи гузашта ба ман аз як монтажчии баста дар Огайо занг задам. Муштарии ӯ мехост бидонад, ки чаро суғуртаи анбори онҳо пас аз оғоз кардани нигоҳдории ҳуҷайраҳои литий 40% боло рафт. Андеррайтер ба фирорҳои гармидиҳӣ ишора кард. Монтажчй аз ман пурсид, ки дар бораи бехатарии электролит ба онхо чй гуфта метавонад. Ман ба ӯ ҳамон чизеро гуфтам, ки ба ҳама мегӯям. Маҳлулҳои карбонатӣ дар ҳуҷайраҳои шумо сӯхта мешаванд. Савол ин аст, ки шумо дар ин бора чӣ кор мекунед.
Электролит 10-15% вазни ҳуҷайраро ташкил медиҳад. Карбонати этилен, карбонати диметил, карбонати этилиметил. Инҳо аспҳои корӣ мебошанд. Онҳо намакҳои литийро хуб ҳал мекунанд. Онҳо имкон медиҳанд, ки ионҳо зуд ҳаракат кунанд. Онҳо инчунин нуқтаҳои флешдор дар диапазони 30-40 дараҷа доранд. Ҳуҷайраи халтаи сӯрохшуда метавонад дар давоми камтар аз як дақиқа ба 200 дараҷа дар дохили он зарба занад. Математика мураккаб нест.
Пайвастҳои фосфор дар электролитҳои батарея тақрибан дар соли 2003 пайдо шуданд. Триметилфосфат аввалин касе буд, ки одамон ба таври ҷиддӣ кӯшиш карданд. Он тавассути озод радикалҳои ТҶ кор, вақте ки он гарм мешавад. Ин радикалҳо гидрогенро аз пеши аланга мегиранд ва реаксияи занҷири сӯзишро қатъ мекунанд. Шумо метавонед вақти худ{4}}хомушкуниро аз 50+ сония дар як грамм то рақамҳои ягона кам кунед. Баррасии часпакӣ аст. Фосфатҳо электролитро ғафс мекунанд. Ногузаронии ионҳо паст мешавад. Шумо қобилияти нархро аз даст медиҳед.
Барои ширкатҳое, ки ҳуҷайраҳоро харидорӣ мекунанд, аз шумо мепурсандистеҳсолкунандаи бастаи батареяи литийДар бораи ташаккули электролитҳо ҳоло бояд таҷрибаи стандартӣ бошад. Манзара аз соли 2020 тағйир ёфт. Истеҳсолкунандагони ҳуҷайраҳои чинӣ ҳоло маҳсулотро бо омехтаҳои фосфат-эфир мефиристанд, ки ба ҳамон хосиятҳои алангаи алангаи ҳуҷайраҳои ҷопонӣ, ки панҷ сол пеш бо нархи ду баробар арзонтар фурӯхта мешуданд, доранд. Zhangjiagang Guotai-Хуаронг ба якчанд истеҳсолкунандагони асосии ҳуҷайра электролит медиҳад. Такмили бехатарӣ ба поён ҳаракат карданд.
Пайвастҳои фтордор дертар пайдо шуданд. Гидрофторэфирҳо. Карбонатҳои фтордор ба монанди FEC ва FEMC. Атомҳои фтор дар устухони молекула паҳншавии радикалиро нисбат ба фосфор ба таври дигар халалдор мекунанд. Натичахо хубанд. Хароҷотҳо нестанд. Маводҳои фтордор то ҳол 3-5 маротиба зиёдтар кор мекунанд, ки шумо барои карбонатҳои стандартӣ пардохт мекунед. Ман бачаҳоеро медонам, ки онҳоро дар 5-10% танҳо барои расидан ба ҳадди бехатарӣ бидуни нобуд кардани варақаи маводҳои худ нишон медиҳанд.
Моеъҳои ионӣ тақрибан дар соли 2015-2018 матбуоти зиёде пайдо карданд. Наздик ба сифр фишори буғ. Дар ягон сенарияи муқаррарии сӯиистифода оташ намегирад. Ман лабораторияро дар Мюнстер тамошо кардам, ки шаш сол дар болои онҳо кор мекард. Муҳаққиқ ба ман ҳуҷайраҳоеро нишон дод, ки бидуни вентилятсия 200 дараҷа гармии беруна зинда мемонанд. Вай инчунин ба ман гуфт, ки онҳо барои моеъи ионӣ 85 евро / кг пардохт мекунанд. Омехтаҳои тиҷоратии EC/DMC камтар аз € 4 / кг арзиш доранд. Иқтисодиёт онро барои мошинсозӣ кушт. Баъзе барномаҳои кайҳонӣ метавонанд ин хароҷотро аз худ кунанд. Аксарият наметавонанд.
Электролитҳои полимерии гел муносибати дигарро мегиранд. Шумо фазаи моеъро дар матритсаи полимерӣ мемонед. PVDF-HFP маъмул аст. Баъзе гурӯҳҳо фосфорро мустақиман ба устухони полимерӣ месозанд. Дастгирии оташ ба сохторӣ табдил меёбад. Тадқиқотчиёни Донишгоҳи Циндао соли гузашта корҳоро оид ба системаҳои полиимид бо занҷирҳои паҳлӯии фосфазен нашр карданд. -худхомушкунии вақт камтар аз 5 сония. Қувваи механикӣ ба қадри кофӣ баланд аст, ки афзоиши дендритро суст кунад. Мушкилот дар истеҳсолот аст. Пӯшидани-ба-пӯсти электролитҳои гелӣ мисли пур кардани моеъ он қадар пухта нест.
Ҳангоми баҳодиҳӣ атаъминкунандаи батареяи литий фармоишӣбарои барномаҳои саноатӣ, дар бораи бехатарӣ саволҳои мушаххас диҳед. Маҷмӯи формулаи электролитии шумо чист? Шумо кадом консентратсияи иловаи зидди оташро истифода мебаред? Оё шумо метавонед маълумоти калориметрии конусро пешниҳод кунед? Баъзе истеҳсолкунандагони ҳуҷайра ин маълумотро мубодила мекунанд. Дигарон ба он ҳамчун моликият муносибат мекунанд. Брендҳои премиум одатан дар ҳуҷайраҳои стандартии автомобилии худ 12-18% иловаи фосфатиро аз рӯи вазн истифода мебаранд.
Саноат тобоварии оташро якчанд роҳ месанҷад. Вақти худ{1}}хомушкунӣ вақти зуд аст. Шумо намунаро оташ мезанед ва вақти он пас аз хориҷ кардани манбаи оташгиранда то чӣ андоза сӯхта мешавад. Маҳдуд кардани индекси оксиген ба шумо консентратсияи ҳадди ақали O2-ро барои нигоҳ доштани сӯзиш зарур аст. UL 2054 ва IEC 62133 барои ҳуҷайраҳои анҷомшуда меъёрҳои гузариш / нокомиро муқаррар мекунанд. GB 38031-2020-и Чин 5 дақиқа вақти огоҳиро талаб мекунад, то паҳншавии гармидиҳӣ ба ҳуҷайраҳои ҳамсоя дар як баста расад. Мулоқот бо ин мушаххасот аксар вақт электролитҳои тобоварро талаб мекунад.
Хотиррасониҳо ин масъаларо ба пеш тела доданд. GM аз соли 2021 140 000 мошини Bolt EV-ро бозпас кашид. Hyundai Kona Electrics-ро ба ёд овард. Форд истеҳсоли Lightning-ро ба таъхир андохт. Сабабҳои аслӣ гуногун буданд. Баъзеҳо камбудиҳои истеҳсолӣ буданд. Баъзеҳо масъалаҳои тарҳрезии ҳуҷайраҳо буданд. Ҳамаи онҳо ба шӯъбаҳои хариди OEM водор карданд, ки саволҳои душвортар кунанд. Ягоншарики батареяи литий OEMҲоло кӯшиши гирифтани тахассус барои мошинсозӣ нисбат ба соли 2019 ба ҳуҷҷатҳои бехатарии гармидиҳӣ бештар дучор меояд.
Хароҷоти моддӣ дар миқёс ба пули ҳақиқӣ илова карда мешаванд. Як бастаи автомобилии 60 кВт/соат вобаста ба формати ҳуҷайра ва боркунӣ тақрибан 40-50 кг электролит дорад. Илова кардани 15% тобовар аз оташ бо арзиши афзоянда $15/кг маънои $90-110 барои як бастаро дорад. Хароҷоти сатҳи ҳуҷайра барои арзонтарин ҳуҷайраҳои призматикии LFP дар Чин аз $100/кВт/соат поин рафтааст. Ин тобовар аз оташ тақрибан 1,5% арзиши ҳуҷайраро ташкил медиҳад. Гуруххои махсулоттайёркунй дар бораи хар як киловатт-соат пул бахс мекунанд. Ин пенни нест.
Барои ширкатҳое, ки бо апровайдери васлкунии модули батареяи литий, мушаххасоти электролит аксар вақт дар муҳокимаҳои аввал нодида гирифта мешавад. Одамон ба иқтидор, ҳаёти давра, сатҳи C-тамаркуз мекунанд. Тоқатнопазирии оташ дертар пайдо мешавад, одатан вақте ки муштарии ниҳоӣ ҳуҷҷатҳои бехатариро талаб мекунад. То он вақт тарҳи ҳуҷайра баста мешавад. Таҷдиди як формулаи электролитҳои дигар метавонад импеданс, қобилият ва хусусиятҳои пиршавиро тағир диҳад. Беҳтар аст, ки пешакӣ муайян кунед.
Трубопроводи тадкикотй дар он кори шавковар дорад. Электролитҳои консентратсияи баланд-маҳалликунонидашуда маҳлулҳои фосфатиро истифода мебаранд, ки бо эфирҳои фториндори оташнашаванда маҳлул карда шудаанд. Шумо тобоварии алангаи фосфатҳоро бо часпакӣ ва гузариши карбонатҳои анъанавӣ ба даст меоред. Аргонне дар ин бора нашр кардааст. Якчанд гурӯҳҳои донишгоҳҳои Чин дар бораи вариантҳо кор мекунанд. Мавҷудияти тиҷоратӣ барои дараҷаи автомобилӣ эҳтимолан 2-3 сол аст.
Ҳуҷайраҳои ҳолати сахт-проблемаи оташгирифтаро комилан ҳал мекарданд. Электролитхои сафолй ва сульфид сухта намешаванд. Онҳо инчунин дар миқёси истеҳсоли автомобил вуҷуд надоранд. CATL, Samsung SDI, Toyota ва QuantumScape ҳама дар эъломияҳои ахир мӯҳлатҳои-иттифоқи худро то 2-4 сол пеш карданд. Ягонпровайдери ҳалли бехатарии батареяи литийба шумо мегӯям, ки электролитҳои моеъи аз оташ тобовар то ҳадди аққал то соли 2028 барои аксари барномаҳо ҷавоби амалӣ боқӣ мемонанд.
Ман понздаҳ сол дар нақшҳои гуногун дар рӯи ин масъала кор кардам. Техника такмил ёфт. Харочот кам шуд. Сӯхторҳои ҳуҷайра ҳоло ҳам рӯй медиҳанд. Онҳо назар ба даҳ соли пеш камтар рух медиҳанд ва ҳуҷайраҳо имрӯз назар ба ҳуҷайраҳои он вақт бештар энергия захира мекунанд. Саноат бо рохи дуруст пеш рафт. Кори бештаре дар пеш аст.
