Omuze gw’okukulaakulana mu biseera eby’omu maaso ogwa bbaatule za lithium-ion!

Omujegere gw’ebyobusuubuzi ogwa bbaatule za lithium gukuze bulungi mu bujjuvu, nga kwotadde n’okubeera ekitundu ekinene ennyo mu kisaawe ky’okutereka amaanyi g’amasannyalaze. Ebiragiro by’okukulaakulanya bbaatule za lithium-ion okutwalira awamu kwe kunoonya bbaatule ezisingako obukuumi, ezeesigika ennyo, awamu n’ez’ebbeeyi entono nga zeesigamiziddwa ku buyiiya obuliwo awamu n’enjegere z’amakolero. enkulaakulana mu tekinologiya.

Ensonda za lithium

Mu nsonga y’okukozesa ensibuko, ebiragiro by’enkulaakulana okusinga bitunuulidde okusima eby’obugagga bya lithium wamu n’okuyiiya okuzzaawo. Okusobola okutumbula okugaggawala kwa ion za lithium, kino kyetaagisa enkola ennyangu ey’enjawulo n’okukula kw’ebintu ebikutula mu kkubo ly’okusikiriza okw’omutindo ogwa waggulu. Enkola za ion exchange adsorption ne membrane layer separation zirina ebirungi.

Enkola y’okusikiriza: Esaanira ennyanja z’omunnyo ezirina essira eritali lya lithium ekitono. Kisinga kwesigama ku biwunyiriza ebirina obusobozi obumu obw’okusikiriza eri amasannyalaze ga litiyamu okutuuka ku kwawukana kwa ayoni za litiyamu. Ebiwunyiriza ebikolebwa mu aluminiyamu bikuze nnyo mu kiseera kino, naye binywa amazzi mangi nnyo. Obulagirizi bw’enkyukakyuka mu tekinologiya mu biseera eby’omu maaso okusinga Kukendeeza ku nkozesa y’amazzi

Enkola ya membrane layer splitting up: Y’emu ku nkola ezisinga okukola mu makolero ennaku zino. Nga tulina situleesi, omulimu gw’okwawula n’obwegendereza ogw’oluwuzi lw’olususu gukozesebwa okwawula ebintu eby’enjawulo eby’amazzi g’emmere. Omusingi kwe kulonda ebintu ebikola olususu. Ebintu ebikozesebwa mu layeri y’olususu okuggya lithium okuva mu nnyanja z’omunnyo bisinga kuba biwuzi bya biramu, era obuwuka bwa China obw’obutonde buli mu mutendera gw’okutegeera okugenda mu maaso n’engeri endala ey’okuyingiza ebintu mu ggwanga.

Ekintu ekikolebwa mu katodi

Mu nsonga z’ebintu ebirungi eby’obusannyalazo, okulinnyisa mpola density y’amasoboza gwe muze gw’okukula kw’obusannyalazo obulungi obwa lithium iron phosphate, ekiyinza okutumbulwa n’ebirungo ebiyamba lithium era n’obukodyo obulala.

Lithium supplementation, era eyitibwa pre-lithiation, eyingiza ekintu ekirimu omukutu gwa lithium omungi ddala mu nkola y’ebintu bya bbaatule, wamu n’okufuula ekintu ekyo okufulumya obulungi lithium ions, okusasula okufiirwa kwa lithium ekola, awamu n’okutumbula obuwanvu bw’amaanyi amatuufu awamu n’obulamu bw’enzirukanya ya bbaatule.

Enkola ya positive electrode lithium supplementation ekuze bulungi mu bujjuvu. Oluvannyuma lw’okukola tekinologiya wa lithium supplements, obuwanvu bw’amaanyi ga bbaatule za lithium iron phosphate busuubirwa okweyongera ebitundu nga 20% 60. Mu kiseera kino, bizinensi zikoze okufulumya okw’amaanyi, era kisuubirwa nti obusobozi bw’okufulumya bujja kufulumizibwa mu myaka 3-5 egijja.

Ekintu ekibi

Ku bikwata ku bintu eby’obusannyalazo (negative electrode materials), enkola y’okukulaakulana mu biseera eby’omu maaso esinga kutunuulirwa ku bikozesebwa ebikoleddwa mu kaboni-silikoni ebirina obusobozi obw’enjawulo obw’amaanyi. Ebintu bya silikoni ebirongoofu bitera okukulaakulanya obuzito mu kiseera ky’okusasula ssente awamu n’okufulumya, naye ebintu bya kaboni birina ebirungi eby’enkyukakyuka entonotono mu bunene. N’ekyavaamu, obulagirizi bw’okukula obuliwo kati obw’amakolero kwe kwanjula ebintu bya kaboni ddala mu silikoni okukola obusannyalazo obubi bwa silikoni kaboni.

Enkola eno esobola okutumbula obusobozi bwa details obwa negativu electrode, ate mu kiseera kye kimu okukendeeza ku nkyukakyuka ya volume ya silicon mu charge yonna nga kwotadde n’okufuluma. Leero, obungi bwa silicon doped mu business silicon-carbon anodes businga kuwandiikibwa wansi wa 10%, nga kwotadde n’obusobozi obw’enjawulo buli wakati wa 400-700mAh/ g. Omujegere gw’ebyobusuubuzi oguwagira ogwa kaboni-silikoni anode gukuze mpolampola61 era gusuubirwa okufulumya obusobozi bw’okukola mu myaka 2-3 egijja.

D iaphragm

Ku bikwata ku diaphragms, omusono gw’enkulaakulana gusinga kussa essira ku nkola y’okuteekateeka nga kw’otadde n’okukula kw’obuyiiya. Lithium iron phosphate etera okutandikawo okuva ku diaphragms ez’enkola enkalu okutuuka ku diaphragms ez’enkola ennyogovu; okusobola okutumbula obukuumi n’obukuumi, okumaliriza kwa seramiki ku diaphragms ezikola ennyo (wet-process diaphragms) kye biragiro ebirala ebya tekinologiya eby’ekikugu.

E ekiwujjo ky’obusannyalazo

Mu nsonga z’obusannyalazo, okulongoosa obukuumi nga kw’otadde n’okutebenkera kwa bbaatule y’engeri y’omu maaso.

Mu nsonga z’obusannyalazo bw’amazzi, LiFSI erina essuubi eddungi ennyo ery’okukozesa. LiFSI esobola okukozesebwa ng’omunnyo gwa lithium ogw’amasannyalaze mu ngeri bbiri. Kiyinza okukozesebwa ng’ekirungo ekikulu eky’okwongerako omunnyo gwa lithium okukola omunnyo gwa lithium ogutabuddwamu LiPF6-LiFSI, era n’omunnyo gwa lithium omulongoofu ogwa LiFSI gusobola okudda mu kifo kya LiPF6.

Mu kiseera kino, LiFSI etuuse ku localization nga bwe kiri mu kiseera kino eri mu mutendera gw’okufulumya obutundu obutonotono. Mu biseera eby’omu maaso, okusinga egenda kukendeeza ku miwendo ng’eyita mu nkola ya otomatiki.

Battery ez’embeera enkalu zitegeeza bbaatule za lithium-ion ezikozesa obusannyalazo obw’embeera enkalu. Mu nkola y’emirimu, bbaatule za lithium ez’embeera enkalu tezaawukana ku bbaatule za lithium eza bulijjo. Ku nkola z’okutereka amasannyalaze, ekimu ku birungi ebisinga obunene ebiri mu bbaatule za lithium ez’embeera enkalu bwe bukuumi. Solid-state electrolytes zirina ebirungi eby’okuziyiza omuliro nga kw’otadde n’okupakinga okwangu, awamu n’okwongera okutumbula obuwanvu bw’amaanyi ga bbaatule. Okugatta ku ekyo, ekyuma ekigumu (solid electrolyte) kirina amaanyi ag’ebyuma aga waggulu, ekiyinza okuziyiza obulungi okuyingira kwa lithium dendrites mu bbaatule z’ekyuma kya lithium amazzi mu kiseera kyonna eky’okuvuga obugaali, ekisobozesa okukola bbaatule z’ebyuma bya lithium nga zirina amaanyi amangi. N’olwekyo, bbaatule za lithium-state zonna ezikalu ye ndagiriro entuufu ey’enkulaakulana eri bbaatule za lithium-ion.

Wadde kiri kityo, kyetaagisa okukimanya nti okusobola okutuuka ku buyiiya obw’ekikugu mu bbaatule ez’embeera enkalu, wakyaliwo ebizibu 2 ebinene mu ssaayansi w’ebintu. Ekimu kye kizibu kya lithium metal adverse electrode, ate ekirala kwe kulemererwa kwa solid-state electrolyte era n’ensengekera y’omukozesa eya positive-negative.

Olw’okuba ekisannyalazo eky’amaanyi kyennyini kinene okusinga ekisannyalazo nga kw’otadde n’ekyawulamu, ensengekera y’obusannyalazo obulungi tekyuse. Olw’ensonga eyo, okutuukiriza okusukka density y’amasoboza amangi, just by utilizing lithium metal unfavorable electrode, eyinza okutereka lithium density ekwata ku mirundi 10 egya graphite62.

Ku bbaatule za lithium-state zonna ezirina ekyuma kya lithium nga negativu electrode, kyetaagisa okulowooza ku kukula kwa lithium dendrites mu bbaatule. Okukula kwa dendrite mu busannyalazo obugumu kuzibu nnyo nga kwotadde n’okukyukakyuka okusinga mu busannyalazo obw’amazzi, nga kutabula eby’obugagga eby’enjawulo eby’omubiri era n’eby’eddagala eby’okusula oba eby’obusuubuzi. okuteekawo, ekyuma ekituufu kikyali tekitegeerekeka.

Ekyokubiri kwe kulemererwa kw’ensengekera wakati w’obusannyalazo obugumu awamu n’obusannyalazo obulungi awamu n’obutanyuma. Abaavu bafuna okukwatagana ne wakati w’obusannyalazo obutali bwa butonde era n’ekyuma kya lithium mu busannyalazo obw’amaanyi kijja kuvaamu okuziyiza okw’amaanyi okw’ensengekera era n’okutambula kwa kasasiro okutali kwa bwenkanya, so ng’ate obusobozi bw’obusannyalazo bwa polimeeri okukuuma eby’obutonde ebinywevu era n’eby’obutonde eby’eddagala ku nsengekera ku ddaala ly’ebbugumu ly’ekitundu tebumala.

Ebibiri bino bikosa obulamu bw’enzirukanya empanvu eya bbaatule za lithium ez’embeera zonna ezikalu nga zikosa obutebenkevu bw’ensengekera y’obusannyalazo. R & d ya bbaatule za solid-state ebadde n’ebyafaayo by’emyaka 40. Ng’oggyeeko ensonga ezo ez’ekikugu ezitannaba kuddamu, okukwatagana kw’olujegere lw’amakolero ne bbaatule za lithium-ion eziriwo kutono nnyo. N’olwekyo, wadde nga bbaatule z’ekyuma ekigumu (solid-state lithium steel batteries) ze ngeri ennungi ennyo eya bbaatule za lithium, singa Okutuukiriza okufulumya okunene, kyetaagisa okumala ebiseera bingi mu kumenya ebizibu bya tekinologiya era n’okuwagira okuzimba enjegere z’ebyobusuubuzi.