Sax fudud? Marka laga reebo wax ku saabsan baytariyadani dhab ahaantii waa sahlan yihiin marka aad bilowdo inaad qoddo faahfaahinta, taas oo aan doonayo inaan sameeyo sababtoo ah ma caawin karo naftayda.
Waa maxay sababta lithium? (Halkan waa meesha aan ka xanaaqo)
Cunsurka lambarka 3. Hydrogen, helium, lithium. Taasi waa amarka Atom aad u yar sababtoo ah waxa uu leeyahay kaliya 3 proton.
Oo waa kan shayga ku saabsan lithium - ay RUNTII rabto inay ka takhalusto elektaroonkeeda dibadda. Sida si quus ah u rabo. Waa nooc aan degganayn habkaas. Ma ogtahay fiidiyowyadaas dadka oo sodium ku tuuraya biyaha oo ay daalan tahay oo ay gubtay? Lithium wuu sameeyaa taas laakiin KA BADAN. Waxaan daawaday qof ku tuuraya qayb bir ah oo lithium ah oo ku riday baaldi biyo ah hal mar mudaharaad nabadgelyo 2011 (ama 2012?) Baaldiga ayaa dhalaalay.
Sug maya, baaldigu ma dhalaalin. Biyihii ayaa karkariyey, lithium-kiina dab baa dusha ka qabsaday. Baaldigu wuu fiicnaa. Xusuustaydu waa xaar.
Si kastaba ha ahaatee qodobka waa: birta lithium saafi ah waa khatar. Taasi waa sababta lithium-ka casriga ah - baytariyada ion aanay isticmaalin birta lithium ee saafiga ah - waxay isticmaalaan lithium IONS. Durba lithium oksaydhaysan. Qaabka Li+ Si ka sii xasilloon.
Korontada aad helayso waxay ku dhowdahay 3.6-3.7V unugkiiba taas oo wanaagsan. Ka wanaagsan alkaline (1.5V) ama NiMH (1.2V). Waxay la macno tahay inaad u baahan tahay unugyo yar si aad ugu dhufato danabka bartilmaameedka ah. Taasi waa sababta baytarigaaga laptopku u leeyahay 6 unug halkii uu ka ahaan lahaa 15.
Sidoo kale - oo ay ahayd inaan marka hore sheego - lithium waa Iftiin. Curiyaha saddexaad ee ugu fudud. Markaa waxaad helaysaa cufnaanta tamarta sare iyada oo aan lahayn miisaan waalan. Taasi waa sababta EVs ay u isticmaalaan lithium -ion oo aanay u isticmaalin sunta rasaasta-asiidh. Bateriga rasaasta -Aashitada asiidhka leh isla tamar ayaa macno ahaan miisaankeedu yahay 5-6 jeer ka badan. Tesla-gaagu wuxuu u baahan yahay forklift si uu u beddelo batteriga.
Qaybaha dhabta ah (isku xidhka tani waxay helaysaa farsamo)
Anode (dhinaca xun):
Caadi ahaan garaafka. Haa, wax la mid ah oo ku jira qalin, marka laga reebo si ka saafi ah oo si ka duwan loo farsameeyay.
Graphite waxa uu leeyahay qaab dhismeedkan crystal-ka ah - qiyaas sagxad kaararka heerka atomiga Lakabyada waxaa isku haya xoogagga daciifka ah ee van der Waals (kiimikada dugsiga sare oo kugu soo noqonaysa). Lithium ions waxa ay simbiriirixan karaan inta u dhaxaysa lakabyadan oo kaliya...ka laalaad meesha. Erayga farsamo waa "isdhexgalka" laakiin waxaan u malaynayaa sida baabuurta la dhigto garaash sheeko badan.
Awoodda ugu badan ee aragtida waa 372 milliamp{1}}saacadood garaamkii. Dhabta{3}Aduunyada waxaad helaysaa 340-360 mAh/g haddii waxsoosaarku aanu nuugin. Waxaan arkay unugyo ka yimid qaar ka mid ah soosaarayaasha Shiinaha oo si dhib yar u garaaci kara 310 mAh / g. Ma doonayo in magacyo magacaabo laakiin haddii aad dib u habayso xarfaha "BYD" waxaad helaysaa... okay magacyo ayaan magacaabayaa. Unugyadoodii hore waxay ahaayeen kuwo qallafsan. Way fiicnaadeen tan iyo sida 2018 inkastoo.
Hadda qof kastaa wuxuu sii wadaa inuu ka hadlo anodes-ka silikoon sababtoo ah silikoonku wuxuu ku hayn karaa aragti ahaan 10x lithium ka badan graphite. Ma u muuqataa yaab? {{2} mAh/g awoodda aragtida
Dhibka - oo kani waa dhibka "ku dhawaaday in la xaliyo" tan iyo markii aan ka bilaabay warshadahan - waa in silikoonku uu balaadhiyo 300% marka aad xisaabiso. Qaybaha macno ahaan way kala dillaacaan. Bal qiyaas inaad buufin ku buufinayso gudaha block shubka ah. Shubka ma qalloocin, wuu jabaa.
Tesla hadda waxay isticmaashaa xoogaa silikoon ah, oo lagu qaso graphite. Waxaa laga yaabaa 5-10% silicon? Waxaan maqlay inay ahayd 8% laakiin waxaa laga yaabaa inaan qaldanahay. Ujeedadu waa qadar yar. Silikoon anodes-ka saafiga ah wali diyaar uma aha in kasta oo bilow kasta uu sheeganayo Taxanaha A garoonka.
Cathode (dhinaca wanaagsan):
Alla wiil. Tani waa meesha ay ku wareerto sababtoo ah waxaa jira 6 nooc oo kiimiko ah oo cathode ah oo kala duwan qof walbana wuxuu leeyahay fikrado ku saabsan midka ugu fiican dhammaantoodna way khaldan yihiin sababtoo ah waxay kuxirantahay codsigaaga.
Midka asalka ah ee Sony 1991 wuxuu ahaa lithium cobalt oxide - LiCoO₂. Waxaan ugu yeernaa "LCO" gaaban. Cufnaanta tamarta aad bay u wanaagsan tahay - 150-200 mAh/g iyadoo ku xidhan cidda samaysay. Laakiin xasiloonida kulaylku waa mid aad u xun. Haddii aad ka badan tahay ama aad u kululaato, qaab dhismeedka crystal wuxuu sii daayaa ogsijiinta. Ogsajiinta + elektrolytka organic + kulaylka=maalin xun. Taleefankaagu waxa laga yaabaa inuu isticmaalo LCO sababtoo ah telefoonadu uma baahna inay socdaan 10 sano mana aad degdegaysid{13}}ku dalacsiinta 10C.
Markaa waxa jira NMC - nikkel manganese cobalt oxide. Tani waa waxa inta badan EVs ay isticmaalaan hadda. Saamiga nikkel-ka manganese-ka iyo kobaltku waa uu is-beddelayaa. Wuxuu ku bilaabmay 1:1:1 (qaybo siman). Kadibna soosaarayaashu waxay u guureen 5: 3: 2. Markaas 6:2:2. Hadda waxaan joognaa sida 8:1:1 ama xataa 9:0.5:0.5 ee qaar ka mid ah unugyada dhamaadka{20}
Waa maxay sababta isbeddelku? Cobalt waa qaali. Sida runtii qaali ah. Sidoo kale inta badan cobalt waxay ka timaadaa DRC (Jamhuuriyadda Dimuqraadiga ah ee Kongo) iyo xaaladda macdan qodista ee halkaas ka jirta... dhib badan. Shaqaynta carruurta, xaalado aan ammaan ahayn, dhammaan khariban. Markaa qof kastaa wuxuu isku dayaa inuu isticmaalo cobalt yar.
Nikkel badan=awood badan laakiin xasilooni kulayl yar. Manganese badan=ka jaban oo xasiloon balse ka yar. Cobalt badan=nolol wareeg ah oo xasilloon oo ka wanaagsan laakiin $$$ iyo arrimo anshaxeed.
Had iyo jeer waa laga baayacmushtara- Had iyo jeer. Doodo badan ayaan arrintan kala yeeshay maamulayaasha alaabta. Waxay rabaan cufnaanta tamarta sare iyo nolosha meertada dheer iyo qiimo jaban iyo badbaado wanaagsan. Waxaad dooran kartaa malaha laba. Malaha.
Waxa kale oo jira NCA - nikkel cobalt aluminium. Tesla waxay tan u isticmaali jirtay sanado badan - xidhmooyinkooda kala duwan. Panasonic waxay ku sameeyeen gigafactory Nevada. Waxaan booqday warshad baytari oo ka duwan hal mar - ma aha midkaas, laakiin xarunta tartame - iyo qolka qallalan keligiis waa waalan yahay. Habka maaraynta hawadu waxay u badan tahay inuu ku kacayo $50+ milyan Wax walba waa in ay ka hooseeyaan -40 darajo dharab ama milixdu waxay nuugtaa qoyaanka waxayna abuurtaa hydrofluoric acid. HF waxay cuni doontaa wax kasta. Dhalo, bir, lafo. Waxyaabo xunxun.
Oh iyo LFP - lithium iron phosphate. Midkani waxa uu samaynayaa soo laabasho. Way ka badbaado badan tahay, ka jaban tahay kWhkiiba, wayna sii dheeraanaysaa. Waxaan maqlay unugyada LFP oo samaynaya 5000+ wareegyo ilaa 80% awoodda Laga yaabee xitaa 6000. Dhinaca hoose waa cufnaanta tamarta hoose - kaliya sida 120-140 mAh/g vs 180-200 ee NMC.
Tesla wuxuu bilaabay inuu LFP ku dhejiyo Qaabka Rangega ah ee 3s agagaarka 2021. Suuqa Shiinaha ayaa helay iyaga marka hore. macno samaynaya - CATL waa soo saaraha LFP ugu weyn waxayna joogaan Shiinaha.
Dadka qaar ayaa ka cawda khasaaraha kala duwan ee LFP ee cimilada qabow. Waxaa ka daran NMC. Laakin unugyadu way ka jaban yihiin wayna sii dheeraanayaan marka codsiyo badan waxa ay mudantahay in laga iibiyo{2}. Waxaan u qaadan lahaa xidhmo LFP baabuur magaalada ah. Socdaal dheer oo -waxaa laga yaabaa in aanu socon.
Electrolyt:
Kani waa dareeraha dhexda ku jira. Waxay qabataa ion laakiin ma aha electrons, taas oo muhiim ah sababtoo ah haddii ay qabato electrons waxaad yeelan lahayd wareeg gaaban.
Caadiyan waa lithium hexafluorophosphate - LiPF₆ - oo lagu milmo dareerayaasha organic. Qalabyada sida caadiga ah waa isku dhafka ethylene carbonate (EC) iyo dimethyl carbonate (DMC) ama dietyl carbonate (DEC).
Halkan waxaa ah tafaasiil la yaab leh: EC waa ku adag tahay heerkulka qolka. Meesha dhalaalidu waxay ku dhowdahay 36 darajo. Markaa EC saafi ah way barafobi doontaa jiilaalka. Taasi waa sababta aad ugu qasto DMC ama DEC kuwaas oo dareere ah ilaa sida -70 digrii ama wax kasta. Isku darku wuxuu ahaanayaa dareere xaalado macquul ah.
Sidoo kale kaarboonaydhyada organic waa kuwo guban kara. Ma aha shidaal{1}}heer guban kara laakiin hubaal waa guban kara. Waxaan hal mar ku arkay tijaabada ciddida la geliyo halkaas oo aanu si badheedh ah ciddi uga dhex marnay unug buuxa. Waxay soo saartay gaas marka hore - dhawaqa soo baxaya - ka dibna olol ayaa toogtay daloolkii hawo-mareenka. Wuxuu gaadhay ilaa 2 mitir oo dherer ah. Unugga oo dhami waxa uu gaadhay ilaa 800 digrii oo ku salaysan sawirka kamarada kulaylka.
Taasi waxay ahayd tijaabo la xakameeyey oo leh dab-demis iyo wax walba. Weli cabsi in kastoo.
LiPF₆ milixda waa hygroscopic sida cadaabta. Jecel biyaha. Haddi ay qoydo waxa ay ku shubaysaa HF. Taasi waa sababta soo saarista batteriga ay ugu dhacdo qolal aad u qalalan. Waxaan ka hadlayaa barta sayaxa ee -40 digrii ama ka hooseeya. Habka huumidaynta badanaa waa mid ka mid ah macaamiisha tamarta ugu weyn ee warshadda unugyada.
Waxaan booqday xarun hal mar qolka engegan uu aad u engegan yahay oo ay dhib ku tahay neefsashada. Sankaagu wuxuu ku engegi lahaa daqiiqado gudahood. Qof kasta oo meeshaas ka shaqaynayay waxay ahayd inuu si joogto ah u isticmaalo buufin milix ah. Ma ahan jawi shaqo oo wanaagsan.
Kala soocida:
Qaybtii la ilaaway. Waa xuub polymer dhuuban laakiin waa muhiim.
Caadi ahaan polypropylene (PP) ama polyetylen (PE). Mararka qaarkood saddexlayer leh PP-PE{2}}PP. Dhumucdiisuna caadi ahaan waa 20-25 microns. Taasi waa caato Ka khafiifsan timaha bini'aadamka (70-100 microns).
Waxay leedahay dalool yar yar - sida dhexroorka 100 nanometer - kaas oo u ogolanaya auniska inay soo maraan laakiin xannibaya elektaroonnada. Sidoo kale waxay ilaalisaa anode iyo cathode jir ahaan kala sooca. Haddii ay taabtaan=wareegga gaaban=waxyaabo xun ayaa si degdeg ah u dhaca.
Xusuusnow in Samsung Galaxy Note 7 uu dab ka kacay? 2016. Taasi waxay qayb ka ahayd burburka kala soocida. Samsung ayaa batteriga u qaabaysay si aad u daran. Aad u dhuuban, xirxiran oo aad u dhagan, looma dulqaadan karo ballaarinta. Unugyada qaar baa si adag loogu riixay kala-qaybiyaha hal gees. Meel daciif ah ayaa horumartay. Ugu dambeyntii waxay heshay godad. Gudaha gaaban. Kulaylka cararka. Dab.
Waxay dib u soo celiyeen 2.5 milyan oo telefoon. Laga mamnuucay diyaaradaha. Qiimaha Samsung balaayiin. Dhammaan sababtoo ah gabal caag ah oo ka khafiifsan warqad.
Waxaan qabaa fikrado ku saabsan naqshadeynta batteriga gardarada leh. Wax-soo-saarayaashu waxay ku sii riixayaan khafiifinta iyo khafiifinta si ay uga adkaadaan tartanka. Laakiin waxaa jira xad. Fiisigisku kama daneeyo jadwalka soo saarista alaabtaada.
Sida ay dhab ahaantii u shaqeyso (qaybta qof kastaa ka boodo)
Dallacaadda:
Waxaad ku xirtaa taleefankaaga Dabeyuhu wuxuu ku qasbaa elektaroonnada galay anode wuxuuna ka soo jiidaa cathode-ka. Tani waxay ka dhigaysaa cathode inuu sii daayo ion lithium. Iions-yadu waxay maraan elektrolytka ilaa anode-ka. Waxay isku dhex galaan qaabka garaafka.
Ka fakar sida inaad isha ku cadaadinayso. Iions lithium ma rabaan inay ku jiraan anode si dabiici ah - waxay aad ugu degan yihiin cathode. Laakiin waxaad ku qasbaysaa halkaas adiga oo isticmaalaya danab. Tamar kaydsan
Bixinta:
Waad ka saartaa oo isticmaashaa taleefankaaga. Guga ayaa soo daaya. Ions lithium waxay dib ugu soo noqdaan cathode iyaga oo sii maraya elektrolytka. Electron-yadu waxay dhex maraan wareegga taleefankaaga min anode ilaa cathode. Qulqulka elektarooniga ah ayaa awood u siinaya qalabkaaga.
Korontadu waxay ku xidhan tahay kimistari iyo xaalada lacag bixinta. Loogu talagalay NMC ama NCA:
Dareen buuxa: ~ 4.2V
Magaca: ~3.7V
Si buuxda loo saaray: ~ 3.0V
Ha ka hoos marin 3.0V ama waxaad bilawdaa inaad dahaadhiso birta lithium taasoo khatar ah. Ha dhaafin 4.2V ama waxaad halis u tahay kulaylka cararka. Taasi waa sababta nidaamyada maaraynta batteriga (BMS) u jiraan. Waxay la socdaan korontada iyo heerkulka iyo hadda waxayna damiyaan wax haddii ay wax khaldan yihiin.
Naqshadaynta wanaagsan ee BMS waa mid adag. Runtii adag. Waxaad u baahan tahay waqtiyo jawaab celin degdeg ah, dareemayaasha saxda ah, hubinta badbaadada oo aan badnayn. BMS-ga jaban waa mid ka mid ah siyaabaha ugu dhaqsaha badan ee loogu beddelo baytari wanaagsan khatar dab.
Dhibaatooyinka (Oh ninyahow waxaa jira dhibaatooyin aad u badan)
Dhibaatada 1: Dulmiga waa lama huraan
Lacag kasta - wareegtada sii dayntu waxay dhaawacaysaa batteriga Lagama fursan karo. Thermodynamics.
Waxaa jira shay la yiraahdo lakabka SEI - adke electrolyte interphase - kaas oo ka sameysma dusha anode. Runtii waa lagama maarmaan in batteriga uu shaqeeyo. Laakin way sii koraysaa wakhti ka dib waxayna cunaysaa lithium firfircoon. Ka dib 500 wareeg waxa laga yaabaa inaad haysato 90% awoodda. Kadib 1000 malaha 80%. Ka dib 2000 ... waxay ku xiran tahay.
Waxaan haystaa MacBook laga soo bilaabo 2015 oo weli muujinaya 78% caafimaadka batteriga. Waan ubadiyaa inkasta oo - ay dhif tahay in aan u ogolaado in ay ka hooseyso 40%, ku xidho marka ay suurtagal tahay, waligaa ha dalacin baabuur kulul. Xaaskeygu waxay haysataa MacBook 2018 kaas oo caafimaadkiisu dhan yahay 62% sababtoo ah si adag ayay u shaqeysaa. Wareegyo buuxa maalin kasta, waxay ka tagtaa inay ku dallacdo habeenkii, waxay ku isticmaashaa dhabta iyada inta ay kulul tahay. Sida aad ula dhaqanto batteriga waa arrin aad u badan.
Cathode sidoo kale hoos ayuu u dhacaa. Sare -Nikel NMC waa mid xun gaar ahaan. Ka sarreeya 4.3V dusha sare ee cathode wuxuu ka bilaabmaa falcelinta elektrolytka. Biraha birta ah ee ku-meel-gaadhka ah (nickel, manganese, kobalt) way milmi karaan oo waxay u guuri karaan anode halkaas oo ay khalkhaliyaan SEI. Waxa kale oo jira shaygan loo yaqaan 'cathode densification' halkaas oo qaab-dhismeedka crystal-ka si tartiib tartiib ah isu koobo oo uu lumiyo porosity.
Runtii tan kama hortagi karo Kaliya waa kiimiko. Entropy mar walba wuu guuleystaa.
Dhibaatada 2: Heerkulka wax walba wuu baabi'iyaa
In ka hooseeya 0 digrii elektrolytku wuxuu helaa viscous sida malab qabow. Gaadiidka Ion ayaa hoos u dhacaya. Waxaa laga yaabaa inaad lumiso 20 -30% awoodda -10 darajo . Xitaa waxaa ka sii daran, haddii aad isku daydo in aad si degdeg ah u dallaci baytari qabow, waxaad ku dhejin doontaa lithium macdan ah anode-ka halkii aad ka dhex gelin lahayd. Taasi waxay abuurtaa dendrites- qaab-dhismeedka irbada u eg ee birta lithium-ka oo kori karta oo aakhirka ka daloolin karta kala-soocida. Gudaha gaaban. Dab.
Ka sarreeya 40-45 digrii, dhammaan falcelinta nabaad-guurka ayaa soo dedejiya. Xeerka suulka: korodhka 10 darajo kasta wuxuu labanlaabmaa heerka falcelinta. Markaa batteriga 45 darajo wuxuu hoos u dhigayaa qiyaastii 4x ka dhakhso badan 25 digrii.
Waxaan ku noolahay Texas Heerkulka xagaaga wuxuu ku dhacay 100 darajo F+ (38 darajo +). Waxaan arkay baytariyada EV oo lumiyay 15% awood muddo 3 sano ah kaliya soo-gaadhista kulaylka. Dhanka kale EV-yada Minnesota si dhib yar ayay u hoos u dhacaan xagaaga - laakiin way lumiyaan kala duwanaanta jiilaalka qabowga daraaddiis. Ma guulaysan karo
Heerkulka ugu fiican ee hawlgalka waa sida 20-25 digrii . Nasiib wacan oo taas ku ilaalinaysa adduunka dhabta ah.
Dhibaatada 3: Dallacaadda degdega ah waa dhibaato la mid ah
Qof kastaa wuxuu rabaa 10{3}daqiiqo EV in lagu dallaco sidii kaalin shidaal. Laakin ku riixida awooda weyn ee batteriga waxay dhalisaa kulayl. Khasaaraha I²R - caabbinta wakhti afarjibbaaran ee hadda. Iska caabintu waa yar tahay laakiin eber maaha. Markaad ku dallacdo 250kW waxaad dhalinaysaa kulayl weyn.
Sidoo kale ku dallacaadda degdega ah waxay culays saaraysaa qalabka korantada si farsamaysan. Waxay ku khasbaan ions inay si degdeg ah u dhex maraan dhismaha. Waxay sababi kartaa dildilaac iyo jajab jajab waqti ka dib.
Tesla Superchargers (V3) waxay sameyn karaan 250kW ugu sarreeya. Laakiin si degdeg ah ayay hoos ugu dhacaan. Laga yaabaa in 250kW 5 daqiiqo, ka dibna 150kW, ka dibna 100kW, ka dibna 50kW. Taasi waa BMS oo ilaalinaysa unugyada.
Nidaamyada 800V ee cusub ee Porsche iyo Hyundai waxay sameyn karaan 350kW. Laakiin kaliya si kooban. Fiisigis waa fiisigis.
Waxaa jira cilmi baaris lagu sameeyay -lacag{1}} nakhshad koronto la hagaajiyay. Electrodes khafiif ah, qaybo yaryar, dahaar ka fiican. Way ku caawinaysaa. Laakiin ma khiyaami kartid thermodynamics.
Dhibaatada 4: Dabka
Lithium{0}} baytariyada ion dab badan ma qabsado Si ka yar baabuurta shidaalka. Laakiin marka ay sameeyaan waa wax cajiib ah.
Kulaylka cararka. Marka unuggu gaadho heer kul halis ah - way ku kala duwan yihiin kimistari, malaha 150{3}}200 darajo - falcelinta qallafsan ayaa bilaabma. SEI wuu qudhmay Kala soocida dhalaalaysa. Electrolytka ayaa soo baxa. Cathode waxay sii deysaa ogsijiinta. Fal-celin kastaa waxay soo saartaa kulayl taasoo kicisa falcelinno badan. Loop jawaab celin togan
Kuma damin kartid biyo sida dabka caadiga ah. Waxaan ula jeedaa waxaad ku shubi kartaa biyaha si aad u qaboojiso laakiin unuggu wuxuu ku hayaa kulayl gudaha ah. Waaxyaha dabdemiska ayaa neceb dabka EV. Qaado saacado si aad u damiso. Dib u soo celin kara
Unugyada casriga ahi waxay leeyihiin astaamo badbaado. Dami kala-duwayaasha xira marka la kululeeyo. Hawada cadaadiska. Joojinta hadda Fiyuusyada kulaylka Intaa waxaa dheer BMS-du waxay daawataa wax walba.
Weli way dhacdaa mararka qaarkood in kastoo. Wuxuu sameeyaa warka mar kasta inkasta oo tirakoob ahaan EVs ay ka badbaado badan yihiin baabuurta gaaska. Dhibaatada PR
Dhibaatada 5: Anshaxa Cobalt
70% cobalt waxay ka timaadaa DRC. Wax badan oo ka mid ah miinooyinka farsamada gacanta oo leh xaalado shaqo oo xun. Warbixinnada foosha carruurta. Waxyeelada deegaanka. Waa qas.
Qof kastaa wuxuu isku dayaa inuu isticmaalo kobalt yar. Sare -Nickel NMC isticmaal wax aad u yar. LFP waxay isticmaashaa eber. Laakin cobalt waxa ay dejisaa qaab dhismeedka cathode. La'aanteed waxaad u baahan tahay maaraynta kulaylka oo ka sii wanaagsan iyo xaddidaadyo korantada oo adag.
Qiimaha Cobalt sidoo kale waa waalli. Wax ka yar $30k/ton sanadkii 2016. Wuxuu ku kacay $90k+ sanadka 2018. Ku burburay $25k sanadka 2020. Hadda ku dhawaad $35k/ton. Sideed u qorsheysaa wax soo saarka marka qiimaha alaabtaada ceeriin uu isbedbedelo 3x?
Dhibaatada 6: Qalalaasaha silsiladda sahayda
Qiimaha lithiumku gabi ahaanba wuu baxay 2021-2022. $6k/ton sanadka 2020. Wuxuu sare u kacay sida $80k/ton dabayaaqadii 2022. Ku burburay ilaa $12k/ton sanadka 2024. Hadda qiyaastii $15k/ton sanadka 2025.
Inta badan lithium waxay ka timaadaa Australia (macdan qodista dhagaxa adag) ama Koonfurta Ameerika ( brine laga soo saaro guryaha milixda ee Chile/Argentina/Bolivia - "triangle lithium"). Laakiin inta badan habayntu waxay ka dhacdaa Shiinaha. Sida 75% awoodda sifaynta lithium ee caalamiga ah.
Shiinuhu waxa kale oo uu maamushaa soosaarka baytariga - 75% wax soo saarka unugyada caalamiga ah. Iyo 90% agabka anode-ka (garafka farsamaynta).
Tani waa sababta Mareykanka iyo Yurub ay ugu xusul duubayaan dhismaha silsiladaha sahayda gudaha. Laakiin waa gaabis. Waxay qaadataa sanado in la dhiso gigafactory. Waxay qaadataa wakhti dheer in la dhiso silsiladda sahayda ee korka ah.
Battery{0}grade lithium waxa uu u baahan yahay in uu ahaado mid saafi ah In ka yar 0.01% wasakh. Sifeynta heerkaas ma aha mid raqiis ah ama degdeg ah.
Waa maxay sababta aan ugu dhagannahay lithium{0}} (hadda)
In kasta oo wax kasta oo aan hadda ka cawday, lithium{0}}ion weli waa ikhtiyaarka ugu fiican ee cabbirka ganacsiga.
Cufnaanta tamarta: 250-300 Wh/kg heerka unugga. Laga yaabaa in 160-180 Wh/kg heerka xirmo ka dib marka lagu daro qaboojinta iyo qaab-dhismeedka iyo BMS. Taasi waa ku filan 300+ mayl EVs aan lahayn miisaan qosol leh.
Is barbar dhig:
Lead{0}asiidh: 30-50 Wh/kg (culus sida fuck)
NiMH: 60-120 Wh/kg (waxa uu Prius isticmaalay)
NiCd: 40-60 Wh/kg (sidoo kale sun, inta badan waa laga saaray)
Wax soo saarku waa qaan. Daraasiin alaab-qeybiyeyaal ah. Warshado badan oo gigaga. Silsilad sahayda oo la sameeyay. Dhaqaalaha miisaanka.
Tesla's Nevada gigafactory wuxuu bartilmaameedsadaa 35 GWh/sanadkii. Taas ayaa ku filan 500k+ EVs. CATL ee Shiinaha waxay qabataa xitaa in ka badan - Waxaan filayaa 200+ GWh/sanad? Malaha 300? Waa inaan hubiyaa
Dhammaan kaabayaashii waxay u qaadanayaan lithium{0}ion sidoo kale. Heerarka dallacaadda (CCS, NACS, CHAdeMO). Algorithms BMS. Xeerarka badbaadada. Hababka dib u warshadaynta Keliya iskuma beddeli karo kiimiko kale iyada oo aan wax walba dib loo habayn.
Maxaa bedeli kara ugu dambeyntii
Adag{0}Batariyada gobolka:Ku beddel elektrolytka dareeraha ah dhoobada adag ama galaas ama walxo sulfide ah. Faa'iidooyinka: wax daadsanaan la'aan, khatarta dabka oo yar, waxaa laga yaabaa in loo isticmaalo anodes birta lithium cufnaanta tamarta sare.
QuantumScape, Solid Power, Toyota, Samsung - qof kastaa wuu ka shaqaynayaa. QuantumScape waxay sheeganeysaa 800 Wh/kg gudaha unugyada shaybaadhka oo leh 800+ wareegyo. Cajiib hadday run tahay.
Dhibaatooyinka: Iska caabbinta Interface ee udhaxeysa elektrolytka adag iyo electrodes. Way adag tahay in la sii wado xidhiidhka wanaagsan kumanaan wareegyo marka alaabtu sii fidayso/heshiiska Inta badan electrolytes adag waa jajaban - dendrites way dillaaci karaan iyaga. Wax-soo-saarka miisaanka gabi ahaanba waa mid aan la hubin.
Waxaan ka shakisanahay inaan tan ku arki doonno baabuurta caadiga ah ka hor 2030. Waxaa laga yaabaa 2028 haddii qof leeyahay horumar. Laakiin malaha ka dib. Waxaan maqlay "adag{4}} gobolka 5 sano ayaa naga maqan" 10kii sano ee la soo dhaafay.
Lithium -sulfur:Cufnaanta tamarta aragtida 2600 Wh/kg. Sulfur waa raqiis oo aad u badan.
Dhibaato: saamaynta shuttle polysulfide. Alaabooyinka dhexdhexaadka ah waxay ku milmaan elektrolytka taasoo keenaysa in awooddu si degdeg ah u yaraato. Ka dib 50 wareegyada batteriga waa toast.
Tan waxa la "ku dhawaaday in la xalliyo" 20+ sano Wali ma jiro.
Sodium -Dhab ahaantii hadda dhacaya. CATL waxay wax soo saarka bilowday 2023. BYD ayaa ka shaqaynaysa.
Sodium waa meel walba (biyaha badda). Way ka jaban tahay lithium. Waxay isticmaali kartaa qalabka wax soo saarka ee la midka ah.
Laakiin cufnaanta tamarta ayaa ka hooseysa: 150 -160 Wh/kg vs 250-300 ee lithium-ion.
Waxay macno u samaynaysaa kaydinta taagan iyo miisaaniyada EVs. Aan ku beddelin lithium{1}}iyo alaabada qaaliga ah mar dhow.
Anodes biraha lithium:Isticmaal birta lithium halkii aad ka isticmaali lahayd garaafka. Hayso electrolyte dareere ah. Wuxuu ku dhufan karaa 400-500 Wh/kg heerka unugga.
Dhibaatada Dendrite waa ay socotaa. Qof kastaa wuxuu leeyahay xal u gaar ah - dahaarka, electrolyte additives, iwm. Waynu arki doonaa cidda ku guulaysata marka hore.
Oh iyobaytariyada lithium polymer- waa in ay u badan tahay in uu sheego. Waxay isticmaalaan jel ama polymer electrolyte adag halkii dareere ah. dhuuban, fudud, qaabab badan oo dabacsan. Dhagaha-dhegahaaga bilaa-waayirka ah ayaa laga yaabaa inuu mid leeyahay. Waxoogaa ka ammaan badan dareeraha laakiin cufnaanta tamarta waa isku mid. Wali waa teknoolojiyadda lithium{6}, oo si kala duwan loo baakadeeyey. Waaxaha suuqgeyntu waxay jecel yihiin inay ugu yeedhaan "LiPo" sida wax kacaan ah. Maaha.
