Olovga chidamli materiallar nima?
O'tgan oy menga Ogayodagi paket yig'uvchisidan qo'ng'iroq qilishdi. Uning mijozi lityum xujayralarni saqlashni boshlagandan so'ng, nima uchun ularning ombor sug'urtasi 40 foizga oshganini bilmoqchi edi. Anderrayter termal qochqinni keltirdi. Assambleya mendan elektrolitlar xavfsizligi haqida ularga nima ayta olishini so'radi. Men unga hammaga aytganimni aytdim. Hujayralaringizdagi karbonat erituvchilar yonib ketadi. Savol shundaki, siz bu haqda nima qilasiz.
Elektrolitlar hujayra og'irligining 10-15% ni tashkil qiladi. Etilen karbonat, dimetil karbonat, etil metil karbonat. Bu ishchi otlar. Ular litiy tuzlarini yaxshi eritadi. Ular ionlarning tez harakatlanishiga imkon beradi. Shuningdek, ular 30-40 daraja oralig'ida porlash nuqtalariga ega. Teshilgan qop hujayrasi bir daqiqa ichida ichki tomondan 200 darajaga tushishi mumkin. Matematika murakkab emas.
Fosfor birikmalari akkumulyator elektrolitlarida 2003 yilda paydo bo'lgan. Trimetilfosfat odamlar birinchi bo'lib jiddiy harakat qilgan. U qizib ketganda PO radikallarini chiqarish orqali ishlaydi. Ushbu radikallar vodorodni alanga oldidan tortib oladi va yonish zanjiri reaktsiyasini to'xtatadi. Siz o'z-o'zidan o'chirish vaqtini-bir gramm uchun 50+ soniyadan bitta raqamgacha qisqartirishingiz mumkin. Muvofiqlik - bu yopishqoqlik. Fosfatlar elektrolitni qalinlashtiradi. Ion o'tkazuvchanligi pasayadi. Siz tarif qobiliyatini yo'qotasiz.
Hujayralarni sotuvchi kompaniyalar uchun sizninglityum batareya to'plami ishlab chiqaruvchisielektrolitlar formulasi haqida endi standart amaliyot bo'lishi kerak. Manzara 2020-yildan beri o‘zgardi. Xitoylik hujayra ishlab chiqaruvchilari endi besh yil avval ikki baravar qimmatga sotilgan yapon xujayralari bilan bir xil alangali xususiyatlarga ega fosfat{2}}efir aralashmalari bilan mahsulotlarni jo‘natmoqda. Zhangjiagang Guotai-Huarong bir nechta yirik hujayra ishlab chiqaruvchilarni elektrolitlar bilan ta'minlaydi. Xavfsizlik yaxshilanishlari quyi oqimga o'tdi.
Ftorli birikmalar keyinroq paydo bo'ldi. Gidrofloroefirlar. FEC va FEMC kabi ftorli karbonatlar. Molekula magistralidagi ftor atomlari radikallarning tarqalishini fosforga qaraganda boshqacha tarzda buzadi. Natijalar yaxshi. Xarajatlar emas. Ftorli materiallar hali ham standart karbonatlar uchun to'laganingizdan 3-5 baravar ko'p ishlaydi. Men ularni 5-10% da ko'rsatadigan bolalarni bilaman, ular faqat o'zlarining materiallar ro'yxatini yo'q qilmasdan xavfsizlik chegarasiga erishish uchun.
2015-2018-yilda ionli suyuqliklar ko‘p bosildi. Nolga yaqin bug 'bosimi. Oddiy suiiste'mol stsenariysi ostida yonmaydi. Men Myunsterdagi laboratoriyada olti yil davomida ular ustida ishlaganman. Tadqiqotchi menga shamollatishsiz 200 daraja tashqi isitishdan omon qolgan hujayralarni ko'rsatdi. U, shuningdek, ionli suyuqlik uchun €85/kg to'lashayotganini aytdi. Tijoriy EC/DMC aralashmalarining narxi €4/kg dan past. Iqtisodiyot uni avtomobil uchun o'ldirdi. Ba'zi aerokosmik ilovalar bu xarajatlarni o'zlashtira oladi. Ko'pchilik qila olmaydi.
Jel polimer elektrolitlari boshqacha yondashuvni qo'llaydi. Siz suyuqlik fazasini polimer matritsasida ushlab turasiz. PVDF-HFP keng tarqalgan. Ba'zi guruhlar fosforni to'g'ridan-to'g'ri polimer magistraliga quradilar. Olovga chidamlilik strukturaga aylanadi. Qingdao universiteti tadqiqotchilari o'tgan yili fosfazen yon zanjirlari bo'lgan polimid tizimlar bo'yicha ishlarni nashr etishdi. O'z-o'zini o'chirish-vaqtlari 5 soniyadan kamroq. Dendrit o'sishini sekinlashtirish uchun etarlicha yuqori mexanik kuch. Qiyinchilik - ishlab chiqarish. Jel elektrolitlarining rulon{12}}to-qoplanishi suyuq plomba kabi etuk emas.
Baholashda amaxsus lityum batareya yetkazib beruvchisanoat ilovalari uchun xavfsizlik haqida aniq savollar bering. Elektrolitlar formulangizning SET qiymati qanday? Olovga chidamli qo'shimchaning qanday konsentratsiyasidan foydalanasiz? Konusning kalorimetri ma'lumotlarini bera olasizmi? Ba'zi uyali ishlab chiqaruvchilar bu ma'lumotni baham ko'rishadi. Boshqalar uni mulkiy deb hisoblashadi. Premium brendlar odatda standart avtomobil hujayralarida og'irligi bo'yicha 12-18% fosfatga asoslangan qo'shimchani ishlatadilar.
Sanoat olovga chidamliligini bir necha usul bilan sinab ko'radi. O'z-o'zini o'chirish{1}}tezkor vaqt. Siz namunani yoqasiz va olov manbasini olib tashlaganingizdan keyin qancha vaqt yonadi. Kislorodni cheklash indeksi yonishni davom ettirish uchun zarur bo'lgan minimal O2 kontsentratsiyasini bildiradi. UL 2054 va IEC 62133 tayyor hujayralar uchun o'tish / muvaffaqiyatsizlik mezonlarini o'rnatdi. Xitoyning GB 38031-2020 termal tarqalish paketdagi qo'shni hujayralarga yetib borishidan oldin 5 daqiqalik ogohlantirish vaqtini talab qiladi. Ushbu spetsifikatsiyani qondirish uchun ko'pincha olovga chidamli elektrolitlar kerak bo'ladi.
Eslatmalar bu masalani oldinga surdi. GM 2021-yildan boshlab 140 000 Bolt EVni qaytarib oldi. Hyundai Kona Electrics’ni qaytarib oldi. Ford Lightning ishlab chiqarishni kechiktirdi. Asosiy sabablar har xil edi. Ba'zilari ishlab chiqarish nuqsonlari edi. Ba'zilari hujayra dizayni bilan bog'liq muammolar edi. Ularning barchasi OEM sotib olish bo'limlarini qiyinroq savollarga majbur qildi. Har qandaylityum batareya OEM hamkoriAvtomobilsozlik bo'yicha malaka olishga urinish endi 2019 yilga qaraganda issiqlik xavfsizligi hujjatlari bo'yicha ko'proq tekshiruvga duch kelmoqda.
Moddiy xarajatlar miqyosda haqiqiy pulga qo'shiladi. 60 kVt/soat quvvatga ega avtomobil paketida hujayra formati va yuklanishiga qarab taxminan 40{8}}50 kg elektrolit mavjud. $15/kg qo'shimcha xarajat bilan 15% olovga chidamli qo'shish har bir paket uchun 90-110 dollarni anglatadi. Xitoydan eng arzon LFP prizmatik xujayralari uchun hujayra darajasidagi xarajatlar 100 dollar/kVt/soatdan pastga tushdi. Olovga qarshi vosita hujayra narxining taxminan 1,5% ni tashkil qiladi. Xarid qilish guruhlari kVt/soat uchun tiyin haqida bahslashmoqda. Bu tiyin emas.
a bilan aloqa o'rnatadigan kompaniyalar uchunlityum batareya modulini yig'ish provayderi, elektrolitlar spetsifikatsiyasi ko'pincha dastlabki muhokamalarda e'tibordan chetda qoladi. Odamlar sig'imga, aylanish muddatiga, C-stavkaga e'tibor berishadi. Olovga chidamlilik keyinchalik, odatda oxirgi mijoz xavfsizlik hujjatlarini so'raganda paydo bo'ladi. Shu vaqtgacha hujayra dizayni qulflanadi. Boshqa elektrolitlar formulasini qayta jihozlash empedans, sig'im va qarish xususiyatlarini o'zgartirishi mumkin. Oldindan belgilash yaxshiroqdir.
Tadqiqot quvurida qiziqarli ishlar mavjud. Lokalizatsiyalangan yuqori{1}}konsentratsiyali elektrolitlar yonmaydigan ftorli efirlar bilan suyultirilgan-fosfat erituvchilardan foydalanadi. Siz an'anaviy karbonatlarning yopishqoqligi va o'tkazuvchanligi bilan fosfatlarning olovga chidamliligini olasiz. Bu haqda Argonne nashr qildi. Xitoydagi bir nechta universitet guruhlari o'zgarishlar ustida ishlamoqda. Tijorat mavjudligi, ehtimol, avtomobil darajasi uchun 2-3 yil.
Qattiq{0}}holat xujayralari yonuvchanlik muammosini butunlay hal qiladi. Seramika va sulfid elektrolitlari yonmaydi. Ular avtomobil ishlab chiqarish miqyosida ham mavjud emas. CATL, Samsung SDI, Toyota va QuantumScape so'nggi e'lonlarida o'zlarining qat'iy{4}}xronologiyasini 2-4 yilga uzaytirdilar. Har qandaylityum batareyalar xavfsizligi yechimlari provayderiOlovga chidamli suyuq elektrolitlar ko'pgina ilovalar uchun kamida 2028 yilgacha amaliy javob bo'lib qolishini sizga aytadi.
Men o'n besh yil davomida turli rollarda bu muammo ustida ishladim. Texnologiya yaxshilandi. Xarajatlar kamaydi. Hujayra yong'inlari hali ham sodir bo'ladi. Ular o'n yil oldingiga qaraganda kamroq sodir bo'ladi va bugungi kunda hujayralar o'sha paytdagidan ko'ra ko'proq energiya saqlaydi. Sanoat to'g'ri yo'nalishda harakat qildi. Ko'proq ish qilish kerak.
