Lithium e ka tladišwa ke eng?

Lithium rechargeable e bolela dibetri tšeo di šomišago theknolotši ya lithium-ion go boloka le go lokolla maatla a mohlagase ka medikologo ya tefo le go tšhollwa gape le gape. Dibetri tše di sepetša di-ion tša lithiamo magareng ga di-electrode tše pedi-ka tlwaelo anode ya graphite le cathode ya oxide ya tšhipi-di dumelela go tladišwa gape ka makga a makgolo go ya go dikete.

Polelo "lithium betri" e tloga e akaretša magoro a mabedi a go fapana ao a nago le bokgoni bjo bo fapanego ka motheo. Dibetri tša mathomo tša lithiamo ke tše tee-di šomiša methopo ya maatla yeo e hlametšwego didirišwa tšeo di nyakago nako ye telele-nako, tšweletšo ya maatla ye e sa fetogego. O tla hwetša tše ka gare ga didirišwa tša go lemoga muši, di- pacemaker le di- remoutu tše itšego. Ge di šetše di fedile, di swanetše go lahlwa le go tšeelwa legato.

Dibetri tša lithiamo tšeo di ka tladišwago gape, tšeo di bitšwago ka tshwanelo lithiamo-ion goba Li-ion dibetri, di emela theknolotši ye e fapanego ka botlalo. Phapano ya bohlokwa e letše go go bušetša morago ga dikarabelo tša bona tša dikhemikhale. Ge o tsenya mogala goba laptop ya gago gore o tla tjhaje, di-ion tša lithium di huduga go tšwa go cathode morago go anode, di boloka matla bakeng sa go dirišwa ka morago. Phallo ye ya ion ya go lebana le mahlakore a mabedi e fapantšha theknolotši ya lithium yeo e ka tladišwago gape go tšwa go balekane ba yona bao ba lahlwago.

Ga se didirišwa ka moka tšeo di dirišago matla a lithium tšeo di ka amogelago dibetri tšeo di ka tladišwago gape. Dika tša gagamalo di fapana magareng ga mehuta ye mebedi-disele tša mathomo tša lithiamo ka tlwaelo di tliša 3.0V, mola disele tša lithiamo tšeo di ka tladišwago gape-ION di fa 3.6-3.7V. Phapano ye ya gagamalo e ra gore o ka se no fapantšha mohuta o tee bakeng sa o mongwe ntle le go hlahloba go sepelelana ga sedirišwa.

Lithium Rechargeable

Ka gare ga betri ye nngwe le ye nngwe ya lithiamo yeo e ka tladišwago gape go dutše tshepedišo yeo e hlamilwego ka kelohloko ya dikarolo tše nne tša bohlokwa tšeo di šomago ka konsarata. Anode, gantši e agilwe go tšwa go graphite, e šoma bjalo ka eleketorode ye mpe. Cathode-Elektrode ye botse-e šomiša didirišwa tša go swana le lithium cobalt oxide (LCO), lithium iron phosphate (LFP), goba lithium nikele manganese cobalt oxide (NMC). Magareng ga di-electrode tše go elela electrolyte ya seela yeo e nago le matswai a lithiamo, gomme karoganyo ya porous e thibela kgokagano e lebanyago magareng ga anode le cathode mola e dumelela go feta ga ion.

Nakong ya go tšhollwa, di-ion tša lithium di tlogela anode gomme di sepela ka electrolyte go ya cathode. Ka nako e swanago, dielektherone di elela ka potologo ya sedirišwa sa gago, di tliša matla a mohlagase ao o a nyakago. Searogano se gapeletša dielektherone go tšea tsela e telele ka sedirišwa sa gago go e na le go bopa potologo e kopana e kotsi.

Go tladiša gape go bušetša morago tshepedišo ye ka moka. Ge o kgokaganya tjhajara, mohlagase o kgoromeletša di-ion tša lithiamo go tšwa go cathode morago go anode. Di-ion ge e le gabotse di boela maemong a tšona a go thoma, di loketše modikologo o latelago wa go ntšha. Intercalation ye e ka bušetšwago morago-Lereo la setegeniki la di-ion tša go itsenya magareng ga dillaga tša dielektrode-le kgontšha go tlala gape mo go hlalošago dibetri tše.

Tshepedišo ya Taolo ya Beteri (BMS) e šoma bjalo ka bjoko bja betri nakong ya tshepedišo ye. Yuniti ye ya taolo ya elektroniki e hlokomela ka go se kgaotše gagamalo ya sele, themperetšha le go ela ga mohlagase. E thibela go tjhaja go feta tekano ka go kgaola tikologo ya go tjhaja ge disele di fihla go 4.2V (palomoka ya maemo ya bontši bja lithiamo-ion ya ion). E boetse e sireletsa khahlanong le fetang - ho lokolloa, e leng ka sa feleng senya betri ka ho baka koporo phatlalatso ho tloha bakgoboketsi jwale.

Theknolotši ya lithium yeo e ka tladišwago gape ga se monolithic-dikhemikhale tše mmalwa tše di fapanego di hlankela dikgopelo tše di fapanego go ya ka dimelo tša tšona tše di itšego tša tshepedišo.

Lithium Cobalt Oxide (LCO) .Dibetri di be di buša didirišwa tša elektroniki tša mathomo tše di rwalago gomme di sa dutše di nea matla a mantši a di-smartphone le di-laptop. Ba fana ka energy densities fihla 200-260 wh / kg, e lego seo se di dirago gore di be tše botse kudu bakeng sa dikgopelo tšeo di nago le tlhokomelo ya boima bja mmele. Le ge go le bjalo, they’re less thermally stable go feta mekgwa ye mengwe gomme ka tlwaelo di tliša medikologo ya tefo ya 500-1000.

Phosphate ya Tšhipi ya Lithium (LFP) .Dibetri di dira sehlabelo ka segokanyipalo se sengwe sa maatla (100-180 wh/kg) bakeng sa polokego e makatšago le bophelo bjo botelele. Sebopego sa bona sa kristale se se tsepamego se ganetša go tšhaba ga phišo, gomme ka mehla ba fihlelela didikologa tše 2000-5000 pele ba nyenyefatša go fihla go bokgoni bja 80%. Dikoloi tša mohlagase le polokelo ya maatla a go se šišinyege di rata khemikhale ye ka go oketšega go sa šetšwe gagamalo ya yona ya fase (3.2V ya leina go bapetšwa le 3.7V ya LCO).

Lithium polymer (lipo) .Dibetri di šomiša gel-Electrolyte ya go swana le ya polymer goba ye e tiilego go e na le seela. Se se dumelela go phuthelwa mo go fetofetogago ka gare ga mekotlana ye mesesane yeo e sepelelanago le dibopego tša sedirišwa. O tla di hwetša ka di-smartphone tše di sesane, di-tablet, le radio{3}}dikoloi tše di laolwago moo boima bja mmele bo lego bohlokwa kudu. Ba ka go tlhaolega fana ka 1000-2000 didikadikwe.

Nkele Manganese Cobalt (NMC) .Dibetri di leka-lekanya segokanyipalo sa matla (150-220 wh/kg), bokgoni bja maatla, le bophelo (1000-didikologo tša 2000). Go fetofetoga mo go dira gore di tume ka dikoloing tša mohlagase, moo batšweletši ba ka tunego tekanyo ya nikele-manganese-cobalt go etiša pele e ka ba bokgoni bja enetši goba tšweletšo ya mohlagase yeo e theilwego godimo ga dinyakwa tša go hlama dikoloi.

Go kwešiša seo se laolago bophelo bja betri ya lithiamo yeo e ka tladišwago gape go nyaka go lebelela ka kua ga dipalo tše bonolo tša modikologo go ya kamoo dibetri di dirišwago ka gona e le ka kgonthe.

Modikologo wa go tjhaja o direga ge o šomiša 100% ya bokgoni bja betri, le ge e le gore ga se gore o tšholotšwe ka go tšwela pele. Go šomiša 50% letšatši le tee le 50% ye e latelago e balwa bjalo ka modikologo o tee wo o feletšego. High-Boleng Dibetri tša disele tša silindara-Mohuta wo o swanago le dibetri tša AA eupša o mogolo-o ka tliša 3000-5000 medikologo pele ga ge bokgoni bo theogela go 80% ya mathomo. Disele tša prismatic (phaphathi, khutlonne) ka tlwaelo di laola didikologa tše 1000-2000, mola dibetri tša lithium polymer tša mokgwa wa mokotla gantši di wela fase.

Dipalo tše di tšea mekgwa ya maleba ya go tjhaja. Karolo ya go sepela ka dipaesekele-Go tjhaja gape pele ga go fokotšega ka botlalo-ge e le gabotse go atološa bophelo bja betri ge go bapetšwa le go tšhollwa ka botlalo gape le gape. Dibetri tša sebjalebjale tša lithiamo ga di tlaišwe ke "mafelelo a memori" ao a tlaišago dibetri tša kgale tša nikele-cadmium, gore o kgone go tladiša gape ntlheng efe goba efe ntle le kotlo ya tshepedišo.

Thempheretšha e ama kudu bobedi tshepedišo ya ka pela le nako ye telele-bophelo bjo bobotse bja nako. Go šoma ka 40℃(104℃F) go e na le 20℃(68℃F) go ka fokotša palomoka ya bophelo ka 40%. Dithemperetšha tša go tonya ga di hlole tshenyo ya go ya go ile eupša di fokotša ka nakwana bokgoni bjo bo lego gona-betri yeo e tlišago maatla ka botlalo ka 20℃e ka fa fela 70% ka -10℃(14℃F).

Maemo a polokelo le ona a bohlokwa. Betri e tladitšwego ka botlalo yeo e bolokilwego ka mengwaga ya godimo ya mengwaga ka lebelo kudu. Bakeng sa nako e telele-Palo ya Nako, Batšweletši ba kgothaletša go tjhaja go fihla go bokgoni bja 40-50% le go boloka dibetri tikologong ye e fodilego. Betri yeo e bolokilwego ka 25℃(77℃F) ka 40% ya tefo e ka boloka bokgoni bja 96% ka morago ga ngwaga, mola e tee yeo e bolokilwego e tladitšwe ka botlalo ka 40℃(104℃F) e ka lahlegelwa ke 35% ka nako ye e swanago.

Rechargeable Lithium dibetri matla e sa tloaelehang fapaneng ya theknoloji ea kajeno, e mong le e kopo leveraging itseng litšobotsi tsa theknoloji.

Elektroniki ya bareki .-Di-smartphone, dilaptop, matlapa, le di-earbud tša go hloka megala ka moka di ithekgile ka segokanyipalo se segolo seo theknolotši ya lithium e se neago. Smartphone ya sebjalebjale e phuthela 10-15 wh ka sebaka se senyenyane go feta karata ya mokitlana, selo se sengwe seo se sa kgonegego ka dikhemikhale tša kgale tša dibetri. disebediswsa tsena ka go tlhaolega sebelisa LCO kapa NMC khemikhale bakeng sa palo e kahodimodimo matha ka bonyane sebaka.

Dikoloi tša Mohlagase .-Indasteri ya dikoloi e amogetše dibetri tša lithium, ka nyakego ya betri ya lefase ka bophara ya EV yeo e fetago 1 Terawatt-iri ka ngwaga go tloga ka 2024. Bontši bja di-EV di šomiša e ka ba dibetri tša NMC goba LFP. NMC e fana ka segokanyipalo sa maatla sa godimo bakeng sa tekanyo e telele, mola LFP e fana ka ditšhelete tša polokego tše kaone le bophelo bjo botelele bja almanaka. Dibetri tša dikoloi tša mohlagase di na le disele tše dikete ka botee tšeo di šomago mmogo go boloka maatla a 50-100 kWh.

Didirišwa tša mohlagase .-Ditlwaetšo tše di se nago thapo, disaga, le didirišwa tše dingwe tša mohlagase di fetogile go tšwa go nikele-cadmium go ya go theknolotši ya lithium mo mengwageng ye 15 ye e fetilego. The phahameng gagamalo (18V kapa 20V dithulaganyo vs. 12V bakeng sa NICD) le matla segokanyipalo nolofalletsa setsebi-Kereiti ya tshebetso ntle le thapo. Ditirišo tše di gatelela dibetri tšeo di nago le go goga ga mohlagase wo mogolo, ka fao batšweletši ba šomiša NMC goba khemikhale ya LFP ya go ntšha ya godimo-.

Ditshepedišo tša Polokelo ya Enetši .-Ditlhomo tša letšatši le keriti-Palo ya sekala e ithekgile ka go oketšega ka dibetri tša lithiamo go boreletša tlhago ya go kgaotša ya enetši ye mpshafatšwago. Ditshepedišo tša bodulo ka tlwaelo di šomiša khemikhale ya LFP, go etiša pele polokego le bophelo bjo botelele go feta palomoka ya go ba le maatla. Go tloga ka 2023, dibetri tša lithium-ion di ile tša tšea karolo ya go feta 80% ya diiri tša190+ gigawatt-tša polokelo ya betri tšeo di rometšwego lefaseng ka bophara.

Didirišwa tša tša kalafo .-Didirišwa tše di ka tsenywago go swana le di-pacemaker le dipompo tša insulin di nyaka dibetri tšeo di ka botwago le tše telele-di swarelelago. Ba bangwe ba diriša disele tša mathomo tša lithiamo tšeo di lekanyeditšwego bakeng sa nywaga ya 10+, mola didirišwa tša ka ntle tše di rwalago di diriša ka mo go oketšegago lithiamo yeo e ka tladišwago gape bakeng sa go ba bonolo le mehola ya tikologo.

Lithium Rechargeable

Ka tshwanelo tjhaja rechargeable lithium dibetri hloka ho utloisisa bona ba itseng gagamalo le jwale ditlhoko, tse fapana haholo le mefuta e meng betri.

Standard lithium-ion chemistry e nyaka go tjhaja go 4.2V ka sele ka taolo ya gagamalo ye e nepagetšego. Tshepetšo ye e tlwaelegilego ya go tjhaja e latela mokgwa wa kgato tše pedi-ka go se fetoge-go tjhaja ga bjale (cc) go tliša mohlagase wo o sa fetogego go fihlela disele di fihla go 4.2V, ke moka go tjhaja ga gagamalo ga go se fetoge-go se fetoge (CV) go tiišetša gagamalo yeo mola mohlagase o fokotšega ganyenyane-ganyenyane. Charging e phetha ge bjale go theoga go fihla go mo e ka bago 3-5% ya tekanyetšo ya bokgoni bja betri.

O ka mo go feletšego o ka se diriše ditšhajara tšeo di hlametšwego mehuta e mengwe ya dibetri. Lead-Ditjhajara tša esiti di diriša di-pulse tša gagamalo ya godimo tšeo di bego di tla senya dibetri tša lithium. Ka mo go swanago, nikele-cadmium goba nikele-ditjhajara ya hydride ya tšhipi di šomiša diprofaele tša gagamalo tšeo di sa sepelelanago le khemikhale ya lithium. Ka mehla diriša tjhajara yeo e hlametšwego ka go lebanya dibetri tša lithiamo-ion, ka mo go swanetšego yeo e swanago le khemikhale ye e itšego ya betri ya gago.

Bokgoni bja go tjhaja ka lebelo bo kaonefetše kudu. Le ge dibetri tša mathomo tša lithiamo di be di nyaka diiri tše 3{8}}4 go lefiša, disele tša sebjalebjale tšeo di nago le meralo ya dielektrode ye e kaonafetšego di ka amogela ditekanyo tša tefo go fihla go 1C (garako ga go feta bokgoni ka iri) goba go feta. Dibetri tše dingwe tša dikoloi tša mohlagase bjale di thekga go tjhaja ka lebelo ga 350kW DC, di tlaleletša ka 100+ dimaele tša lebelo ka metsotso e 10. Le ge go le bjalo, go lefiša ka lebelo kgafetšakgafetša go akgofiša go senyega ge go bapetšwa le go lefiša ka go nanya, go dira gore e be bonolo-go fapana le go fetoša bophelo bjo botelele.

BMS e kgatha tema ye bohlokwa nakong ya go tjhaja ka go hlokomela digasefase tša sele ka botee ka gare ga diphuthelwana tša disele tše ntši{0}}. Ka ge diphetogo tša tšweletšo di bolela gore disele le ka mohla di sa itshware ka go swana, BMS e netefatša gore disele ka moka di lefiša ka go lekana ka tshepedišo ye e bitšwago go lekalekanya disele. Se se thibela sele efe goba efe e tee go lefišwa go feta tekano goba go feta-go ntšhwa, yeo e bego e tla fokotša bokgoni bja pakete le go kgona go hlola ditaba tša polokego.

Le ge dibetri tša lithiamo tšeo di ka tladišwago gape ka kakaretšo di bolokegile ge di hlamilwe gabotse le go šomišwa, go ba le maatla a magolo go ra gore go palelwa e ka ba mo go makatšago.

Runaway ya go fiša e emela go tshwenyega ga mathomo ga polokego. Ge themperetšha ya ka gare e hlatlogela godimo ga mo e ka bago 80-90℃ka lebaka la dipotologo tše kopana tša ka gare, diphošo tša tšweletšo, goba tshenyo ya ka ntle, karabelo ya go tiiša e ka thoma. Mogote o hlola go bola ga electrolyte, go tšweletša phišo ye ntši le kgase, yeo e ka lebišago mollong goba go phatloga. Dibetri tša sebjalebjale di akaretša dikarolo tše ntši tša polokego-maloko a kimollo ya kgatelelo, difuse tša go fiša, le tšhireletšo ya BMS ye e raraganego-go thibela boemo bjo.

Tshenyo ya mmele go dibetri tša lithiamo e hlola dikotsi tše kgolo. Go phunya sele go ka baka potologo e kopana ya ka gare yeo e nago le go tšhaba ga phišo ka pela. Crushing kapa koba mokotla lisele tse senya separator, ka kgonego ho lumella tobileng eleketrode ikopanye le. Le ka mohla o se ke wa diriša dibetri tšeo di senyegilego ka mo go bonagalago, gomme wa di lahla gabotse mafelong ao a kgethilwego a go diriša dilo gape.

Go lefiša go feta tekano le go feta-go lokolla bobedi dibetri tša kotsi le go hlola dikotsi. Go tjhaja ka godimo ga 4.2V (goba 4.35V bakeng sa dikhemikhale tše dingwe tše mpsha) go ka šitiša didirišwa tša eleketorode le go baka go tlotšwa ga lithiamo godimo ga anode, go hlola di-dendrite tšeo di ka phunyago karoganyo. Go ntšha ka fase ga mo e ka bago 2.5V ka sele go ka hlatswa koporo go tšwa go bakgoboketši ba bjale, go fokotša bokgoni bja go ya go ile le go hlola dikotsi tša ka gare tša potologo ye kopana.

Boloka dibetri mafelong a fodilego, a go oma kgole le didirišwa tše di tukago mollo. Le ka mohla o se ke wa di pepentšha dithemperetšheng tše di fetago 60℃(140℃F), gomme o pheme go tlogela dibetri ka dikoloing tše di fišago nakong ya selemo. Bakeng sa dinamelwa, melawana e hlopha dibetri tša lithiamo-ion bjalo ka dithoto tše kotsi tšeo di nyakago go phuthelwa ka mo go kgethegilego le go swaya bakeng sa go romelwa ga moya ka godimo ga meelo ye e itšego ya bokgoni.

Aowa, o hloka tjhajara yeo e hlamilwego ka go lebanya bakeng sa khemikhale ya ion ya lithiamo-. Ditšhaja tše di laola gagamalo ka go nepagala go fihla go 4.2V ka sele gomme di fetoga go tšwa go mohlagase wo o sa fetogego go ya go go tjhaja gagamalo ka go se fetoge ka go itiragalela. Go šomiša ditšhajara tšeo di reretšwego lloto-acid goba nikele-dibetri tše di theilwego go tla senya dibetri tša lithium gomme go ka hlola dikotsi tša polokego.

Quality lithium-ion dibetri ka go tlhaolega fana ka 1000-5000 ka botlalo tefo didikadikwe ho itšetlehile ka khemikhale le tshebediso maemo a. Ka mantšu a almanaka, letela mengwaga ye 3-10 ya bophelo bja tirelo. Lifepo4 khemikhale fana ka nako e telele ka ho fetisisa potoloho bophelo ka 3000-5000 didikadikwe, ha maemo a lithium cobalt oxide ka tloaelo fana ka 500-1000 didikadikwe pele ho bohlokoa bokgoni tahlehelo.

Dibetri ka moka tša lithium di dira botšofadi bja almanaka ka lebaka la dikarabelo tša dikhemikhale tše di sa nyakegego tšeo di diregago le ge di khuditše. Go boloka dibetri ka dithemperetšha tša godimo goba tefo ye e tletšego e akgofiša go senyega mo. Bakeng sa dipoelo tše kaone nakong ya polokelo, lefiša go fihla go 40-50% le go boloka tikologong ye e fodilego. Betri yeo e bolokilwego gabotse e ka boloka bokgoni bja go feta 95% ka morago ga ngwaga.

Phapano ye e gakantšha batho ba bantši.Whats a betri ya lithium .Ka tlwaelo e šupa disele tša mathomo (tšeo e sego tša{0}}tše di tladišwago gape) ka go šomiša lithiamo ya tšhipi. Lithium-dibetri tša ion di ka tladišwa gape gomme ga di na lithiamo ya tšhipi-Lithium fela ka mokgwa wa ionic yeo e bolokilwego ka gare ga didirišwa tša eleketorode. Mehuta ye mebedi ga e fetošwe ka lebaka la di-voltage tše di fapanego le khemikhale ya ka gare.

Lithium Rechargeable

Theknolotši ya betri ya lithium yeo e ka tladišwago gape e tšwela pele go tšwela pele ka lebelo. Dinyakišišo ka solid-STATE Electrolytes e holofetša go ba le maatla a godimo le polokego ye e kaonafetšego ka go fediša di-electrolyte tša seela tše di tukago. Silicon anodes e ka oketša bokgoni ka 30-40% godimo ga graphite ya setšo. Chemistry ya lithium-sulfur e ka feleletša e tliša di-density tša enetši tše di fetago 500 Wh/kg, e nyakilego go ba theknolotši ya bjale gabedi.

Dibetri tše di fetotše motheo ka moo re bolokago le go diriša matla a mohlagase. Go tšwa go potla-difouno tša bogolo go ya go keriti-ditlhomo tša sekala, theknolotši ya lithiamo ye e tladišwago gape e kgontšha mekgwa ya sebjalebjale ya diselefouno le ye mpshafatšwago-matla a bophelo. Motswako wa theknolotši wa go ba le maatla a magolo, ditshenyagalelo tše di kwagalago, le go tladiša gape o dirile gore e be tharollo ye e bušago ya polokelo ya maatla go ralala le dikgopelo tše di sa balegego. Ge dikelo tša tšweletšo di tšwela pele go oketšega gomme dikhemikhale tše mpsha di tšwelela, go na le kgonagalo ya gore dibetri tša lithiamo tšeo di ka tladišwago gape di tla matlafatša didirišwa tša rena le dikoloi ka nywagasome e tlago.