Bi sererastkirina domdar a strukturên enerjiya gerdûnî û pêşkeftina bilez a enerjiya nûjenkirî,hilanîna enerjiyêteknolojî gav bi gav dibe piştgirîyek girîng ji bo veguheztina enerjiyê û ajotina pêşkeftina aborî ya pêşerojê.
Destpêka Teknolojiya Battery Storage Energy
▲Veguheztina enerjiyê, hilanîn û karanîna enerjiyê
▲Tesnîfkirin û Serîlêdana Teknolojiyên Depokirina Enerjiyê
▲Berhevoka Batteries Storage Energy
▲Prensîba xebatê û pêkhatina bataryayên hilanîna enerjiyê
▲Nîşaneyên performansê û termînolojiya têkildar a bataryayên hilanîna enerjiyê
Enerjî hêza bingehîn e ku cîhanê dimeşîne û çavkaniyek bingehîn e ku civaka mirovî ji bo pêşkeftinê pê ve girêdayî ye. Ji destpêka bikaranîna agir heta elektrîkê ya îroyîn, geşepêdan û bikaranîna enerjiyê pêşveçûna şaristaniyê pêş xistiye û avahiya meya civakî ya heyî şekil daye.
Bi mezinbûna domdar a daxwaziya enerjiyê ya gerdûnî û pêşkeftina bilez a enerjiya nûjenkirî, teknolojiya bataryayê ya hilanîna enerjiyê derketiye holê û bûye stûnek girîng a sektora enerjiyê. Pîlên hilanîna enerjiyê dikarin bi bandor çavkaniyên enerjiyê yên navbirî yên wekî enerjiya ba û rojê hilînin û wan di serdemên daxwaziya pezê de berdin, û aramiya dabînkirina hêzê misoger bikin. Ev teknolojî ne tenê girêdayîbûna bi sotemeniyên fosîl ên kevneşopî kêm dike, lê di heman demê de ji bo bidestxistina pergalên enerjiya kêm-karbon û domdar garantiyên girîng jî peyda dike.
Pêşkeftina teknolojiya bataryayê ya hilanîna enerjiyê, ji -pîlên asîdê yên kevneşopî bigire heya bataryayên lîtium-îyonên nûjen, û dûv re jî berbi-pîlên hişk û sodyûm-îonên nûjen ve, bi berdewamî di nav tengasiyên teknolojîk de diherike. Bi baştirkirina dendika enerjiyê, dirêjkirina temenê, û zêdekirina ewlehiyê, bataryayên hilanîna enerjiyê di warên wekî depokirina enerjiya malê, veguhastin, û rêziknameya torê de perspektîfên serîlêdanê yên berfireh nîşan dane. Dikare were gotin ku teknolojiya bataryayê ya hilanîna enerjiyê ne tenê ji bo veguheztina strukturên enerjiyê yên heyî girîng e, lê di heman demê de bingeha torên hişmend ên pêşerojê û pergalên enerjiyê yên belavkirî jî girîng e.
Teknolojiya hilanîna enerjiya bataryayê ya lîtium-
▲Struktur û prensîba xebatê ya bataryayên lîtium-ion
▲Materyalên katodê yên lîtium-ion
▲Materyalên anode bataryayên lîtium-ion
▲Elektrolîta batarya lîtium-ion
▲Sêwirandin û çêkirina bataryayên lîtium-yon
Di sala 1970 de, MS Whittingham ya ExxonMobil yekem bataryaya lîtium-îon çêkir. Wî disulfide titanium û lîtiumê metalîk wekî elektrodên erênî û neyînî, bi rêzê bikar anîn. Di dema barkirin û daxistinê de, lîtiumê metallîk bi domdarî li elektroda neyînî tê xerckirin û hilberandin, dema ku titanium disulfide bi domdarî îyonên lîtiumê li elektroda erênî dixe û derdixe. Ev her du pêvajo li seranserê temenê pîlê vedigerin, ji ber vê yekê bataryayek lîtium-a duyemîn bi voltaja 2V ava dikin. Di sala 1982-an de, RR Agarwal û JR Selman ji Enstîtuya Teknolojiyê ya Illinois vedîtin ku îyonên lîtiumê xwedan taybetmendî ye ku di nav grafît de, pêvajoyek ku di nav grafîtê de vedigere û vedigere… bataryayên lîtium-îyonî di pêvajoyek lêkolîn, pêşkeftin û pêşveçûnê de derbas bûne. Bi performansa xwe ya bilintir û rehet, ew her ku diçe li qadên cihêreng dikevin, ji hilberên 3C yên mîna têlefonên desta û tabletan bigire heya sektorên enerjiyê yên wekî wesayîtên elektrîkê û{19}}zeviyên hilanîna enerjiyê yên mezin ên mîna fotovoltaîk û hêza bayê, bi girîngî bandorê li jiyana civakî dikin.
Pîlê çi ye?
▲Dîroka Pêşveçûna Battery
▲Destpêka Pîlên Lîtium-îyon
▲Taybetmendiyên bataryayên lîtium-ion
▲Materyalên sereke di bataryayên lîtium-îyonê de
Pîl celebek çavkaniya hêzê ye. Çavkaniyên hêzê bi gelemperî li ser çavkaniyên hêza fîzîkî û çavkaniyên hêza kîmyewî têne dabeş kirin. Çavkaniyên hêza fizîkî amûrên hilberîna enerjiya rojê, amûrên hilberîna hêza termoelektrîkî, jeneratorên termal û hîdroelektrîkê, hwd. dema ku çavkaniyên hêza kîmyewî ji amûrên hilberîna hêzê re vedibêjin ku dikarin rasterast enerjiya kîmyewî veguherînin enerjiya elektrîkê, ango, bataryayên kîmyewî di wateya gelemperî de, an bi tenê bataryayên.
Pergalên bataryayê di çar nifşan de pêş ketine: Pîl-pîlên asîd, nîkel-pîlên kadmium, nîkel-pîlên metal hîdrîd û bataryayên lîtium-îon. Performansa batterê bi domdarî çêtir bûye, û têgihîştina mirovî ya pergalên batterê kûr bûye. Heya nuha, bataryayên lîtium-yona herî bikêrhatî û enerjî-pergala bataryayê ya şarjkirî ye, ku asta herî bilind a lêkolîn û teknolojiya pîlê mirovan temsîl dike.
Dîroka Lêkolîn û Pêşkeftina Materyalên Fosfat Iron Lithium
▲ Dîroka pêşkeftina materyalên fosfat hesin lîtium
▲Rewşa patent a fosfata hesin a lîtium
▲ Lêkolînên strukturî û performansê yên materyalên fosfatê hesin lîtium
Fosfata hesinê lîtium (LiFeP, LFP, ku wekî fosfata hesin lîtium an fosfata hesin lîtium jî tê zanîn) madeyek katodê ye ku di bataryayên lîtium-îonê de tê bikar anîn. Ew bi nebûna hêmanên hêja yên wekî kobalt û nîkel, bihayên kêm maddeyên xam, û pirbûna çavkaniyên fosfor, lîtium û hesin di qalikê Erdê de, ku dikare daxwaziya bazarê ku ji yek mîlyon ton salane zêdetir e, bicîh bîne, tê destnîşan kirin. Wekî materyalek katodê, fosfatê hesinê lîtium xwedan voltaja xebitandinê ya nerm (3.2V), kapasîteya taybetî ya bilind (170mA·h / g), hêza dakêşana bilind, kapasîteya barkirina bilez, jiyana çerxa dirêj, û aramiya baş di bin germahiya bilind û hawîrdorên germa bilind de heye.
Amûrên hilberînê yên ku di çêkirina materyalên fosfat hesin lîtium de têne bikar anîn
▲Pêdiviyên Amûrên Hilberînê:;Amûrên Tevlihevkirinê;Amûrên zuwakirinê;Amûrên Sintering,;Amûrên Perçiqandinê; Amûrên Screening; Generatorê nîtrojenê; Amûrên pakkirinê.
Dema ku materyalên katodê yên fosfata hesinê lîtium (LFP) di hilberîna bataryayên lîtium-îyonê de têne bikar anîn, hewcedariyên ji bo paqijî, qonax û nepakîyên wan pir hişk in. Mînakî, dema ku asta oksîdasyona hesinê duvalent di LFP de digihîje 1%, kapasîteya taybetî dikare ji% 30 zêdetir kêm bibe. Ev e ji ber ku hesinê sêvalentî yê nû hatî hilberandin rûyê LFP-ê vedigire, qatek reaktîf pêk tîne ku rê li ber reaksiyonên hundurîn ên din digire. Ger LFP jixwe oksîde bûye, rêbazên kêmkirina paşîn nikanin LFP bidest bixin ji ber ku îyonên lîtiumê yên di madeya xav de jixwe winda bûne.
Amadekirina materyalên fosfat hesinê lîtium bi rêbaza oxalate ferr
▲ Prensîba sentez
▲ Materyalên xav ên sentetîk ên sereke
▲Pêvajoya sentezê
▲Performansa materyalên sentetîk
Pêvajoya sentezkirina fosfata hesin a lîtiumê ku bi karanîna oksalata ferûsê wekî madeyek xav tê bikar anîn, jê re rêbaza oxalate ya ferr (an jî bi tenê rêbaza hesin) tê gotin. Heya nuha, rêbaza oxalate ya ferr li Chinaînê pêvajo û rêbaza herî berfireh e ku tê bikar anîn, ku zêdetirî nîvê hilberînerên navxweyî wê bikar tînin. Feydeyên wê yên sereke lêçûnên kêm madeya xav, pêvajoyek hêsan, û kontrolkirina hêsan a rêjeyên malzemeyê ne.
Amadekirina materyalên fosfat hesin lîtium bi kêmkirina karbotermîk
▲ Prensîba sentez
▲ Materyalên xav ên sentetîk ên sereke
▲Pêvajoya sentezê
▲Performansa materyalên sentetîk
Di nav hilberînerên ku materyalên fosfatê hesinê lîtium (LiFePO4) hilberînin, rêbaza kêmkirina karbotermal niha piştî rêbaza oxalate ya hesin duyemîn teknolojiya herî berfireh tê bikar anîn. Madeya xav a wê ya sereke hesinê ferîk (Fe2PO4) e, di nav de fosfata hesin (Fe2PO4) û oksîdê hesin (Fe2O3) jî tê de ye. Di dema reaksiyonê de, karbon (C) û karbonmonoksîtê (C2O3) hesinê ferrîk (Fe2PO4) dike hesinê hesinî (Fe2+), ku dûv re dikeve nav tora krîstalê, avahiya krîstal a fosfata hesinê lîtium (LiFePO4) pêk tîne.
Feydeya rêbaza kêmkirina karbotermal ev e ku oksîdasyona madeyên xav ne hewce ye ku di dema pêvajoyê de were hesibandin; Rêbazên cûrbecûr tevlihevkirinê dikarin werin bikar anîn da ku materyalên xav hilînin da ku bigihîjin rewşa belavbûna xwestinê. Tenê di qonaxa germahiya bilind de karbon hesinê ferîk vediguhezîne hesinê hesinî, fosfatê hesinê lîtiumê çêdike, ji ber vê yekê navê rêbaza kêmkirina karbotermî lê tê kirin. Rêbaza kêmkirina karbotermîk yek-kêmkirina gavê digihîje, hilberîna gazê kêm dike û ji bo baştirkirina berberiyê sûdmend e. Di heman demê de, pêvajoya sentezkirinê hêsan û hêsan e ku meriv kontrol bike, rê li ber ku hejmareke zêde ya pargîdaniyan rêbaza kêmkirina karbotermal qebûl dikin.
Amadekirina hîdrotermî ya materyalên fosfat hesin lîtium
▲ Prensîba sentez
▲ Materyalên xav ên sentetîk ên sereke
▲Pêvajoya sentezê
▲Performansa materyalên sentetîk
Rêbaza hîdrotermal rêbazek pêşkeftî ye ji bo amadekirina materyalên katodê fosfat hesinê lîtium. Pêvajoya wê ya bingehîn pergalek hîdrotermîkî ya superkrîtîk bikar tîne, sulfate hesin, hîdroksîdê lîtium, û asîda fosforîk di avê de dihelîne, çareserî li ser 100 pileyî di hawîrdorek girtî de germ dike da ku çareseriyek avê ya bi germahîya bilind-germahiya bilind-bi tansiyona bilind ava bike. Reaksîyon bi belavkirina îyonê derbas dibe, perçeyên krîstal fosfatê hesinê lîtiumê çêdike. Dûv re maddeya fosfat hesinê lîtiumê ya safî tê parzûn kirin, hişk kirin û karbon- tê pêçandin da ku fosfatek hesinê lîtium/karbonê pêk were.
Rêbazên ceribandin û analîzê yên kevneşopî yên ji bo materyalên fosfatê hesin lîtium
▲Analîzkirina pêkhateya kîmyewî û rêbazên ceribandinê yên ji bo materyalên fosfatê hesin lîtium
▲Rêbazên ceribandina taybetmendiya laşî ji bo materyalên fosfat hesin lîtium
▲ Rêbazên ceribandina performansa elektrokîmyayî ji bo materyalên fosfatê hesin lîtium
▲Nirxandina Sepanên Praktîkî yên Materyalên Fosfat Lithium Iron
Ji bo materyalên fosfatê hesinê lîtium (LFP), ceribandin teknolojiyek bingehîn e, ji kontrolkirina pêvajoya sentezê jî girîngtir e. Bêyî daneyên ceribandinê yên rast û rast, şert û mercên pêvajoyê yên bi îstîqrar nayên bidestxistin, û bi vî rengî, hilberên LFP-ya jêhatî yên ku daxwazên karanîna bicîh tînin nekarin werin hilberandin. Testkirina hişk a materyalan di tevahiya pêvajoya hilberînê de, ji kirîna maddeya xav û sentezê heya nirxandina hilberê qediyayî, pêdivî ye. Ji ber vê yekê, her yekîneyek lêkolîn û hilberîna LFP-ê divê giraniyek mezin bide avakirina pergala ceribandina xwe. Karanîna alavên ceribandinê yên sofîstîke, rêbazên ceribandinê yên hişk, û personelên ceribandinê yên baş-perwerdekirî şertên bingehîn in ku pargîdaniyek di pîşesaziyê de pozîsyona xwe biparêze.
Analîza taybetmendiyên din ên materyalên fosfatê yên hesin lîtium
▲ Analîzkirina performansa elektrokîmyayî ya materyalên fosfat hesin lîtium
▲Analîzkirina morfolojiya mîkroskopî ya elektronîkî ya materyalên fosfatê hesin lîtium
▲Enerjiya rûyê materyalên fosfat hesin lîtium
▲Pîvana helbûna hesin di materyalên fosfat hesinê lîtium de
▲ Taybetmendiyên spektroskopî yên materyalên fosfat hesin lîtium
Di sepana pratîkî ya materyalên fosfatê yên hesinê lîtiumê de, ji bilî ceribandinên performansa rûtîn, pêdivî ye ku hin taybetmendiyên taybetî jî werin pîvandin da ku ji bo nirxandina performansa materyalê û pêvajoyên hilberîna batterê referansek peyda bikin. Bi pêşkeftina teknolojiyê re, hin pîvanên ku berê tenê bi karanîna hucreyên tijî têne pîvandin, naha dikarin bi rêbazên hêsan werin destnîşankirin. Mînakî, performansa dorhêla materyalên fosfatê hesinê lîtium, nemaze performansa çerxa karbonê, naha dikare bi karanîna hucreyên coinê yên taybetî yên sêwirandî were nirxandin, ku pir pêvajoya pîvandinê hêsan dike.
Teknolojiya çêkirina bataryayê bi karanîna materyalên fosfat hesin lîtium
▲ Taybetmendiyên sêwirana pergala pîlê fosfatê hesin lîthium
▲ Teknolojiya amadekirina şûşê ya materyalê fosfatê hesin lîthium
▲Pêvekirina lîtium hesin fosfat slury
▲Gorkirina elektrodên fosfat hesinê lîtium
▲Veguherîn û Dabeşkirin
▲ Nimûneyên din ên çêkirina pîlê
Ji bo her bataryayên lîtium-ion, sêwirana destpêkê karê bingehîn e. Karê sêwiranê bi destnîşankirina pêvajoya çêkirina bataryaya lîtium-îonê ve girêdayî ye. Ji ber ku performansa batterê bi piranî ji hêla elektrodê ve tê destnîşankirin, sêwirana elektrodê hêmanek bingehîn a pêvajoya hilberîna pîlê ye. Ev ji bo bataryayên fosfat hesin lîtium jî rast e.
Qadên serîlêdanê yên sereke yên bataryayên fosfat hesin lîtium
▲ Serîlêdanên bataryayên fosfat hesinê lîtium di cîhazên veguheztina elektrîkê de
▲ Serîlêdanên bataryayên fosfat hesin lîtium di dabînkirina hêza hilanîna enerjiyê de
▲ Serîlêdanên bataryayên fosfat hesin lîtium di amûrên hêzê de
▲ Serlêdanên bataryayên fosfat hesinê lîtium
Fosfata hesinê lîtium (LFP) madeya katodê ye ji bo bataryayên lîtium-yonê, û avantaja wê ya herî mezin ewlehiya wê ya bilind e. Di heman demê de ew xwediyê avantajên ku oksîda lîtium manganez û nîkel-manganez-materialên sêdar ên kobalt tune ne, mîna jiyana dirêj, lêçûna materyalê ya kêm, û çavkaniyên zêde yên madeya xav. Pîlên LFP xwedan voltaja domdar, voltaja xebitandinê ya nerm, bi pergalên elektrolîtê re lihevhatinek baş in, ne-jehirkirî ne, bandora bîranînê tune, û jîngehê qirêj nakin. Enerjiya wan a taybetî dikare bigihêje 100–130 Wh/kg, ku 0,3–5 qatê bataryayên lîber{11}}asîdê û 1,5 qatê yên pîlotên nîkel-hîdrîdên metalî ye. Ji ber gelek avantajên wê, ew ji bo wesayîtên elektrîkê, hilanîna enerjiya bayê û rojê, û bataryayên paşverû yên ewledar ên ji bo karanîna malê wekî pîlê îdeal tê hesibandin.
Outlook ji bo Materyalên Katod ên Din ên Ji bo Pîlên Lîtium-ion
▲ Materyalên katodê fosfat lîtium vanadyûm -
▲ Materyalên katodê fosfat lîtium manganese
▲ Materyalên katodê silicate hesin lîtium
▲ Materyalên katodê boratê hesin lîtium
▲Lithium-Materyalên katodê yên zengîn
Derketina holê ya materyalên fosfat hesinê lîtium (LFP) bingeha zanistiya materyalê ji bo sepana berbelav a -pîvaza lîtium- bataryayên îyonê yên mezin danî.
Wekî ku tê zanîn, ewlehiya bataryayên lîtium-îon her gav pirsgirêkek bingehîn û krîtîk e ku pêşveçûna pîşesaziyê sînordar dike. Tewra li welatên pêşkeftî yên ku xwedan taybetmendiyên maddî yên bi îstîqrar û alavên pêvajoyî yên sofîstîke ne, ewlehiya bataryayên lîtium-ion bi tevahî nayê garantî kirin. Ji ber asta nizm a niha ya pêvajoya bataryaya lîtium-îyonê li welatê min, LFP ji şert û mercên neteweyî yên welatê min re baş-gunca ye, û ewlehiya pîlê bi girîngî baştir dike.