የወደፊቱን ኃይል ሊሰጡ የሚችሉ ሶስት የባትሪ ቴክኖሎጂዎች

አለም የበለጠ ሃይል ያስፈልጋታል፣ በተለይም ንጹህ እና ታዳሽ በሆነ መልኩ።የእኛ የኃይል ማጠራቀሚያ ስልቶች በአሁኑ ጊዜ በሊቲየም-አዮን ባትሪዎች ተቀርፀዋል - በእንደዚህ አይነት ቴክኖሎጂ ጫፍ ላይ - ግን በሚመጡት አመታት ምን እንጠብቃለን?

በአንዳንድ የባትሪ መሰረታዊ ነገሮች እንጀምር።ባትሪ የአንድ ወይም የበለጡ ሴሎች ጥቅል ሲሆን እያንዳንዳቸው አወንታዊ ኤሌክትሮዶች (ካቶድ)፣ ኔጌቲቭ ኤሌክትሮድ (አኖድ)፣ መለያየት እና ኤሌክትሮላይት አላቸው።ለእነዚህ የተለያዩ ኬሚካሎች እና ቁሶች መጠቀም የባትሪውን ባህሪያት ይነካል - ምን ያህል ሃይል ማከማቸት እና ማውጣት እንደሚችል፣ ምን ያህል ሃይል እንደሚሰጥ ወይም የሚለቀቅበት እና የሚሞላበት ጊዜ (የሳይክል አቅም ተብሎም ይጠራል)።

የባትሪ ኩባንያዎች ርካሽ፣ ጥቅጥቅ ያሉ፣ ቀላል እና የበለጠ ኃይል ያላቸውን ኬሚስትሪ ለማግኘት በየጊዜው እየሞከሩ ነው።ሶስት አዳዲስ የባትሪ ቴክኖሎጂዎችን የመለወጥ አቅም ያላቸውን ገለጻ ያብራሩትን ፓትሪክ በርናርድን - የሳፍት ምርምር ዳይሬክተርን አነጋግረናል።

አዲስ ትውልድ ሊቲየም-አዮን ባትሪዎች

ምንድነው ይሄ?

በሊቲየም-አዮን (ሊ-አዮን) ባትሪዎች ውስጥ የኃይል ማጠራቀሚያ እና መለቀቅ የሚቀርበው በሊቲየም ions ከአዎንታዊ ወደ አሉታዊ ኤሌክትሮዶች በኤሌክትሮላይት በኩል ወደ ኋላ እና ወደ ፊት በሚንቀሳቀስ እንቅስቃሴ ነው።በዚህ ቴክኖሎጂ ውስጥ, አወንታዊው ኤሌክትሮድስ እንደ መጀመሪያው የሊቲየም ምንጭ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች የሊቲየም አስተናጋጅ ሆኖ ያገለግላል.ለብዙ አሥርተ ዓመታት ምርጫ እና ማመቻቸት ወደ አወንታዊ እና አሉታዊ ንቁ ቁሶች ፍፁምነት ቅርብ በመሆኑ በርካታ ኬሚስትሪ በሊ-ion ባትሪዎች ስም ይሰበሰባሉ።ሊቲየይድ ብረታ ኦክሳይዶች ወይም ፎስፌትስ እንደ አወንታዊ እቃዎች በጣም የተለመዱ ነገሮች ናቸው.ግራፋይት, ግን ግራፋይት / ሲሊኮን ወይም ሊቲየይድ ቲታኒየም ኦክሳይዶች እንደ አሉታዊ ቁሳቁሶች ጥቅም ላይ ይውላሉ.

በተጨባጭ ቁሳቁሶች እና የሴል ዲዛይኖች የሊ-ion ቴክኖሎጂ በሚቀጥሉት አመታት የኃይል ገደብ ላይ ይደርሳል ተብሎ ይጠበቃል.ቢሆንም፣ በጣም የቅርብ ጊዜ አዳዲስ ቤተሰቦች የሚረብሹ ንቁ ቁሳቁሶች ግኝቶች አሁን ያሉትን ገደቦች መክፈት አለባቸው።እነዚህ የፈጠራ ውህዶች ብዙ ሊቲየም በአዎንታዊ እና አሉታዊ ኤሌክትሮዶች ውስጥ ሊያከማቹ ይችላሉ እና ለመጀመሪያ ጊዜ ኃይልን እና ኃይልን ለማጣመር ያስችላቸዋል።በተጨማሪም, በእነዚህ አዳዲስ ውህዶች, የጥሬ እቃዎች እጥረት እና ወሳኝነትም ግምት ውስጥ ይገባል.

ጥቅሞቹ ምንድ ናቸው?

ዛሬ ከሁሉም ዘመናዊ የማከማቻ ቴክኖሎጂዎች መካከል የሊ-ion ባትሪ ቴክኖሎጂ ከፍተኛውን የኃይል ጥንካሬ ይፈቅዳል.እንደ ፈጣን ክፍያ ወይም የሙቀት መጠን ኦፕሬቲንግ መስኮት (-50°C እስከ 125°C) ያሉ አፈጻጸሞች በትልቅ የሕዋስ ዲዛይን እና ኬሚስትሪ ምርጫ በጥሩ ሁኔታ ማስተካከል ይችላሉ።በተጨማሪም የሊ-ion ባትሪዎች እንደ በጣም ዝቅተኛ ራስን በራስ የማፍሰስ እና በጣም ረጅም የህይወት ዘመን እና የብስክሌት ትርኢቶች፣ በተለይም በሺዎች የሚቆጠሩ የኃይል መሙያ / የመሙያ ዑደቶች ያሉ ተጨማሪ ጥቅሞችን ያሳያሉ።

መቼ ነው የምንጠብቀው?

አዲስ ትውልድ የላቁ ሊ-ion ባትሪዎች ከመጀመሪያው ትውልድ ጠንካራ መንግስት ባትሪዎች በፊት እንዲሰማሩ ይጠበቃል።እንደ ኢነርጂ ማከማቻ ሲስተምስ ለመሳሰሉ መተግበሪያዎች ለመጠቀም ተስማሚ ይሆናሉየሚታደስእና መጓጓዣ (የባህር ውስጥየባቡር ሀዲድአቪዬሽንእና ከመንገድ ውጭ ተንቀሳቃሽነት) ከፍተኛ ኃይል, ከፍተኛ ኃይል እና ደህንነት አስገዳጅ በሆነበት.

ሊቲየም-ሰልፈር ባትሪዎች

ምንድነው ይሄ?

በ li-ion ባትሪዎች ውስጥ የሊቲየም ionዎች በሚሞሉበት እና በሚለቀቁበት ጊዜ እንደ የተረጋጋ አስተናጋጅ መዋቅሮች በሚሰሩ ንቁ ቁሳቁሶች ውስጥ ይከማቻሉ።በሊቲየም-ሰልፈር (ሊ-ኤስ) ባትሪዎች ውስጥ ምንም አስተናጋጅ መዋቅሮች የሉም.በሚፈስበት ጊዜ ሊቲየም አኖድ ይበላል እና ሰልፈር ወደ ተለያዩ የኬሚካል ውህዶች ይቀየራል።በመሙላት ጊዜ, የተገላቢጦሽ ሂደቱ ይከናወናል.

ጥቅሞቹ ምንድ ናቸው?

የሊ-ኤስ ባትሪ በጣም ቀላል የሆኑ ንቁ ቁሶችን ይጠቀማል፡ ሰልፈር በአዎንታዊ ኤሌክትሮድ እና ሜታሊክ ሊቲየም እንደ አሉታዊ ኤሌክትሮድ።ለዚህም ነው የንድፈ ሃሳቡ የኢነርጂ እፍጋቱ እጅግ በጣም ከፍተኛ የሆነው፡ ከሊቲየም-አዮን በአራት እጥፍ ይበልጣል።ይህም ለአቪዬሽን እና ለጠፈር ኢንዱስትሪዎች ተስማሚ ያደርገዋል።

Saft በጠንካራ ስቴት ኤሌክትሮላይት ላይ የተመሰረተ በጣም ተስፋ ሰጪ የሆነውን የ Li-S ቴክኖሎጂን መርጦ መርጧል።ይህ ቴክኒካዊ መንገድ በጣም ከፍተኛ የኃይል ጥንካሬን ፣ ረጅም ዕድሜን ያመጣል እና በፈሳሽ ላይ የተመሠረተ Li-S (የተገደበ ሕይወት ፣ ከፍተኛ ራስን በራስ ማፍሰስ ፣…) ዋና ዋና ድክመቶችን ያሸንፋል።

በተጨማሪም፣ ይህ ቴክኖሎጂ ለላቀ የስበት ኃይል ጥንካሬ (+ 30% በWh/kg አደጋ ላይ) በመኖሩ ለጠንካራ ግዛት ሊቲየም-አዮን ተጨማሪ ነው።

መቼ ነው የምንጠብቀው?

ዋና ዋና የቴክኖሎጂ መሰናክሎች ቀደም ብለው ተወግደዋል እናም የብስለት ደረጃ ወደ ሙሉ ልኬት ፕሮቶታይፕ በጣም በፍጥነት እየገሰገሰ ነው።

ረጅም የባትሪ ዕድሜ ለሚፈልጉ አፕሊኬሽኖች ይህ ቴክኖሎጂ ከጠንካራ ስቴት ሊቲየም-አዮን በኋላ ወደ ገበያው ይደርሳል ተብሎ ይጠበቃል።

SOLID STATE ባትሪዎች

ምንድነው ይሄ?

ጠንካራ የግዛት ባትሪዎች በቴክኖሎጂ ረገድ የፓራዲም ለውጥን ያመለክታሉ።በዘመናዊ የሊ-አዮን ባትሪዎች ions ከአንዱ ኤሌክትሮድ ወደ ሌላው በፈሳሽ ኤሌክትሮላይት (በተጨማሪም ion conductivity ተብሎም ይጠራል) ይንቀሳቀሳሉ.በሁሉም ጠንካራ ባትሪዎች ውስጥ ፣ ፈሳሹ ኤሌክትሮላይት በጠንካራ ውህድ ይተካል ፣ ሆኖም ግን ሊቲየም ions በውስጡ እንዲፈልሱ ያስችላቸዋል።ይህ ጽንሰ-ሐሳብ ከአዲስ በጣም የራቀ ነው, ነገር ግን ባለፉት 10 ዓመታት ውስጥ - ለጠንካራ ዓለም አቀፍ ምርምር ምስጋና ይግባውና - አዲስ የጠንካራ ኤሌክትሮላይቶች ቤተሰቦች በጣም ከፍተኛ የሆነ ion conductivity, እንደ ፈሳሽ ኤሌክትሮላይት ጋር ተገኝተዋል, ይህም ልዩ የቴክኖሎጂ እንቅፋት እንዲወገድ ያስችለዋል.

ዛሬ፣ሳፍትየምርምር እና ልማት ጥረቶች በ 2 ዋና የቁሳቁስ ዓይነቶች ላይ ያተኩራሉ-ፖሊመሮች እና ኦርጋኒክ ያልሆኑ ውህዶች ፣ እንደ ሂደት ፣ መረጋጋት ፣ ቅልጥፍና ያሉ የፊዚኮ-ኬሚካላዊ ባህሪዎች ጥምረት ዓላማ…

ጥቅሞቹ ምንድ ናቸው?

የመጀመሪያው ትልቅ ጥቅም በሴሎች እና በባትሪ ደረጃዎች ላይ ያለው የደህንነት መሻሻል ጉልህ ነው-ጠንካራ ኤሌክትሮላይቶች ሲሞቁ የማይቀጣጠሉ ናቸው, እንደ ፈሳሽ አቻዎቻቸው.ሁለተኛ፣ በራስ የመፍሰሱ መቀነስ ምክንያት ጥቅጥቅ ያሉ ቀላል ባትሪዎችን በማንቃት ፈጠራ ያላቸው ከፍተኛ ቮልቴጅ ከፍተኛ አቅም ያላቸውን ቁሳቁሶች መጠቀም ያስችላል።በተጨማሪም ፣ በስርዓት ደረጃ ፣ እንደ ቀለል ያሉ መካኒኮች ፣ እንዲሁም የሙቀት እና የደህንነት አያያዝን የመሳሰሉ ተጨማሪ ጥቅሞችን ያመጣል።

ባትሪዎቹ ከፍተኛ የኃይል-ወደ-ክብደት ሬሾን ሊያሳዩ ስለሚችሉ በኤሌክትሪክ ተሽከርካሪዎች ውስጥ ለመጠቀም ተስማሚ ሊሆኑ ይችላሉ.

መቼ ነው የምንጠብቀው?

የቴክኖሎጂ ግስጋሴ በሚቀጥልበት ጊዜ በርካታ አይነት ሁለገብ ስቴት ባትሪዎች ወደ ገበያ ሊመጡ ይችላሉ።የመጀመሪያው የተሻሻለ የኃይል አፈፃፀም እና ደህንነትን የሚያመጣ በግራፋይት ላይ የተመሰረቱ አኖዶች ያላቸው ጠንካራ የግዛት ባትሪዎች ይሆናሉ።ከጊዜ በኋላ የብረታ ብረት ሊቲየም አኖድ የሚጠቀሙ ቀላል ጠንካራ የባትሪ ቴክኖሎጂዎች ለንግድ መገኘት አለባቸው።