Lithium Rechargeable ke eng?

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

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

Dibetri tša lithium tše di tladišwago gape, tšeo di bitšwago ka tshwanelo dibetri tša lithium-ion goba Li-ion, di emela theknolotši ye e fapanego ka botlalo. Phapano ya bohlokwa e letše go go bušetšwa morago ga dikarabelo tša bona tša dikhemikhale. Ge o tsenya mogala goba laptop ya gago gore e tjhaja, di- ion tša lithium di huduga go tšwa go cathode morago go ya go anode, di boloka matla bakeng sa go dirišwa ka morago. Phallo ye ya ion ya mahlakore a mabedi e fapantšha theknolotši ya lithium yeo e 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 gagamalo di fapana magareng ga mehuta ye mebedi-disele tša mathomo tša lithium ka tlwaelo di tliša 3.0V, mola disele tša lithium-ion tšeo di ka tladišwago gape di fa 3.6-3.7V. Phapano ye ya gagamalo e ra gore o ka se no swap mohuta o tee ka o mongwe ntle le go hlahloba go sepelelana ga sedirišwa.

Lithium Rechargeable

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

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

Go tjhaja gape go bušetša morago tshepedišo ye ka moka. Ge o kgokaganya tjhajara, mohlagase o kgoromeletša di- ion tša lithium go tšwa go cathode morago go ya anode. Ge e le gabotse di- ion di boela maemong a tšona a go thoma, di loketše modikologo o latelago wa go tšhollwa. Intercalation ye yeo e ka bušetšwago morago-lereo la setegeniki la di-ion tšeo di itsenyago magareng ga dillaga tša eleketorode-e kgontšha go tladišwa gape mo go hlalošago dibetri tše.

Tshepedišo ya Taolo ya Betri (BMS) e šoma bjalo ka bjoko bja betri nakong ya tshepedišo ye. Yuniti ye ya taolo ya elektroniki e tšwela pele go hlokomela gagamalo ya sele, themperetšha le go elela ga bjale. E thibela go tjhaja go feta tekano ka go kgaola potologo ya go tjhaja ge disele di fihlile go 4.2V (palomoka ya maemo ya bontši bja khemikhale ya lithium-ion). E bile e šireletša kgahlanong le go tšhollwa ga go feta-, mo go ka senyago betri sa ruri ka go hlola go phatlalatšwa ga koporo go tšwa go bakgoboketši ba bjale.

Theknolotši ya lithium ye e tladišwago gape ga se ya 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 Kobalt Oksaete (LCO) .dibetri di be di buša didirišwa tša elektroniki tša mathomo tše di rwalago gomme di sa dutše di matlafatša bontši bja di-smartphone le di-laptop. Di fana ka di-density tša maatla tšeo di fihlago go 200-260 Wh/kg, e lego seo se di dirago gore e be tše botse kudu bakeng sa dikgopelo tšeo di nago le kwelobohloko ya boima. Le ge go le bjalo, ga di tsepame ka fase ga phišo go feta mekgwa ye mengwe gomme ka tlwaelo di tliša didikologa tša go lefiša tše 500-1000.

Fosfate ya Tšhipi ya Lithiamo (LFP) .dibetri di dira sehlabelo ka segokanyipalo se sengwe sa maatla (100-180 Wh/kg) bakeng sa polokego ye e makatšago le bophelo bjo botelele. Sebopego sa bona sa kristale se se tsepamego se ganetša go tšhaba ka phišo, gomme ka mehla di fihlelela didikologa tše 2000-5000 pele di senyega go fihla go bokgoni bja 80%. Dikoloi tša mohlagase le polokelo ya maatla ye e sa šišinyegego 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).

Polymer ya lithium (LiPo) .dibetri di šomiša gel-like goba electrolyte ya polymer ye e tiilego go e na le seela. Se se dumelela go phuthela ka go fetofetoga ka mekotleng ye sesane yeo e dumelelanago le dibopego tša sedirišwa. O tla di hwetša ka di-smartphone tše di sesane, di-tablet, le dikoloi tšeo di laolwago ke radio- moo boima bja mmele bo lego bohlokwa kudu. Ka go tlhaolega fana ka didikadikwe 1000-2000.

Khobalt ya Manganese ya nikele (NMC) .dibetri lekalekanya segokanyipalo sa matla (150 - 220 Wh / kg), bokgoni ba matla, le bophelo (1000 - 2000 didikadikwe). Go fetofetoga mo go dira gore di tume dikoloing tša mohlagase, moo batšweletši ba ka lokišago tekanyo ya nikele-manganese-cobalt go etiša pele bokgoni bja maatla goba tšweletšo ya maatla yeo e theilwego dinyakwa tša tlhamo ya dikoloi.

Go kwešiša seo se laolago bophelo bja dibetri tša lithium tšeo di 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 se gore ka go tšhollwa ga tee mo go tšwelago pele. Go šomiša 50% ka letšatši le tee le 50% ka letšatši le le latelago go balwa bjalo ka modikologo o tee wo o feletšego. Dibetri tša disele tša silindara tša boleng bjo bo phagamego-mohuta wo o swanago le dibetri tša AA eupša tše kgolo- di ka tliša didikologa tše 3000-5000 pele bokgoni bo theogela go 80% ya mathomo. Disele tša prismatic (se sephaphathi, sa khutlonne) ka tlwaelo di laola didikologa tše 1000-2000, mola dibetri tša lithium polymer tša setaele sa mokotla gantši di wela ka boripana.

Dinomoro tše di tšea mekgwa ye e swanetšego ya go lefiša. Go sepela ka dipaesekele ka karolo-go tjhaja gape pele ga go fela ka botlalo-ge e le gabotse go oketša bophelo bja betri ge go bapetšwa le go tšhollwa ka botlalo gape le gape. Dibetri tša sebjalebjale tša lithium ga di tlaišwe ke "phello ya memori" yeo e bego e tlaiša dibetri tša kgale tša nikele-cadmium, ka fao o ka tjhaja gape ntlheng efe goba efe ntle le kotlo ya tshepedišo.

Thempheretšha e ama kudu bobedi tshepedišo ya ka pela le maphelo a nako ye telele-. Go šoma ka 40℃(104℃F) go e na le 20℃(68℃F) go ka fokotša palomoka ya bophelo ka 40%. Dithemperetšha tše di tonyago ga di bake tshenyo ya sa ruri eupša ka nakwana di fokotša 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. A ka botlalo tjhaja betri bolokwa ka thempereichara phahameng lilemo ka potlako ka ho fetisisa. Bakeng sa polokelo ya nako ye telele-, 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 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 mefuta e fapaneng ya theknoloji ea kajeno, e mong le e kopo leveraging litšobotsi tse itseng tsa theknoloji.

Didirišwa tša Elektroniki tša Badiriši-Di-smartphone, dilaptop, di-tablet, le di-earbud tša go hloka megala ka moka di ithekgile ka segokanyipalo sa maatla a godimo seo theknolotši ya lithium e se fago. Betri ya sebjalebjale ya smartphone e paka 10-15 Wh ka sebaka se senyenyane go feta karata ya mokitlana, e lego selo seo se sa kgonegego ka dikhemikhale tša kgale tša betri. disebediswa tsena ka go tlhaolega sebelisa LCO kapa NMC khemikhale bakeng sa palo e kahodimodimo matha nako ka sebaka se senyenyane.

Dikoloi tša Mohlagase-Intasteri ya dikoloi e amogetše dibetri tša lithium, ka nyakego ya dibetri tša EV tša lefase ka bophara yeo e fetago 1 terawatt-iri ngwaga 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 se se phagamego bakeng sa nako ye telele, mola LFP e fa ditšhelete tša polokego tše kaone le bophelo bjo botelele bja almanaka. Diphuthelwana tša dibetri tša dikoloi tša mohlagase di na le dikete tša disele ka botee tšeo di šomago mmogo go boloka 50-100 kWh ya maatla.

Didirišwa tša Matla-Di-drill tše di se nago megala, di-saw, 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 gagamalo phahameng (18V kapa 20V dithulaganyo vs. 12V bakeng sa NiCd) le segokanyipalo matla kgontsha litsebi -mophato tshebetso ntle le thapo. Ditirišo tše di gatelela dibetri tšeo di nago le go goga ga bjale ga godimo, ka fao batšweletši ba šomiša NMC goba khemikhale ya LFP ya go ntšha godimo ga -.

Ditshepedišo tša Polokelo ya Enetši-Ditlhomo tša letšatši le polokelo ya tekanyo ya keriti-di ithekgile ka go oketšega ka dibetri tša lithium go boreletša tlhago ya go kgaotša ya maatla a mpshafatšwago. Ditshepedišo tša bodulo ka tlwaelo di šomiša khemikhale ya LFP, di etiša pele polokego le bophelo bjo botelele go feta palomoka ya segokanyipalo sa maatla. Go tloga ka 2023, dibetri tša lithium-ion di be di tšea karolo ya go feta 80% ya diiri tša 190+ gigawatt- tša polokelo ya dibetri tšeo di tsentšwego lefaseng ka bophara.

Didirišwa tša tša Kalafo-Didirišwa tšeo di ka tsenywago go swana le di-pacemaker le dipompo tša insulin di nyaka dibetri tšeo di ka botwago le tšeo di swarelelago nako e telele-. Ba bangwe ba šomiša disele tša mathomo tša lithium tšeo di lekanyeditšwego mengwaga ya 10+, mola didirišwa tša ka ntle tše di rwalago di šomiša ka go oketšega lithium ye e tladišwago gape bakeng sa go nolofatša balwetši le mehola ya tikologo.

Lithium Rechargeable

Go tjhaja ka tshwanelo dibetri tša lithium tšeo di tladišwago gape go nyaka go kwešiša dinyakwa tša tšona tše itšego tša gagamalo le tša bjale, tšeo di fapanego kudu le mehuta ye mengwe ya dibetri.

Standard lithium - ion khemikhale hloka tjhaja ho 4.2V ka sele le taolo e nepahetseng gagamalo. Tshepetšo ye e tlwaelegilego ya go tjhaja e latela mokgwa wa magato a mabedi-: go tjhaja ga bjale -ga bjale (CC) go tliša mohlagase wo o sa fetogego go fihlela disele di fihla go 4.2V, ke moka go tjhaja ga gagamalo ye e sa fetogego -go boloka gagamalo yeo mola mohlagase o fokotšega ganyenyane-ganyenyane. Go tjhaja go phethwa ge mohlagase o theoga go fihla go mo e ka bago 3-5% ya tekanyetšo ya bokgoni bja betri.

O ka se kgone go diriša ditšhajara tšeo di hlametšwego mehuta e mengwe ya dibetri ka mo go feletšego. Ditjhajara tša esiti tša lloto- di diriša di-pulse tša gagamalo ya godimo tšeo di bego di tla senya dibetri tša lithium. Ka mo go swanago, ditšhajara tša nikele-cadmium goba nikele-metal hydride di šomiša diprofaele tša gagamalo tšeo di sa sepelelanago le khemikhale ya lithium. Ka mehla šomiša tjhajara yeo e hlamilwego ka go lebanya bakeng sa dibetri tša lithium-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 lithium di be di nyaka diiri tše 3-4 go tjhaja, disele tša sebjalebjale tšeo di nago le meralo ye e kaonafetšego ya dielektrode di ka amogela ditekanyo tša go tjhaja go fihla go 1C (bokgoni bja makga a tee ka iri) goba go feta. Dibetri tše dingwe tša dikoloi tša mohlagase bjale di thekga go tjhaja ka lebelo ga 350kW DC, go tlaleletša ka 100+ dimaele tša go sepela ka metsotso ye 10. Le ge go le bjalo, go tjhaja ka lebelo kgafetšakgafetša go akgofiša go senyega ge go bapetšwa le go tjhaja ka go nanya, go dira gore e be bonolo-go bapetšwa le bophelo bjo botelele bja go rekiša.

BMS e kgatha tema ye bohlokwa nakong ya go tjhaja ka go hlokomela di-voltage tša sele ka botee ka gare ga diphuthelwana tša disele tše dintši. Ka ge diphapano tša tšweletšo di bolela gore disele ga di ke di itshwara ka go swana, BMS e kgonthišetša gore disele ka moka di lefiša ka go lekana ka tshepedišo yeo e bitšwago go leka-lekanya disele. Se se thibela sele efe goba efe e tee go lefišwa go feta tekano goba go tšhollwa go feta tekano, seo se bego se tla fokotša bokgoni bja diphuthelwana gomme seo se ka hlola ditaba tša polokego.

Le ge dibetri tša lithium tšeo di tladišwago gape ka kakaretšo di šireletšegile ge di hlamilwe le go dirišwa gabotse, go pitlagana ga tšona mo go phagamego ga matla go bolela gore go palelwa e ka ba mo go makatšago.

Thermal runaway e emela matshwenyego a mathomo a polokego. Ge themperetšha ya ka gare e hlatloga ka 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 i-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-mašoba a go imolla kgatelelo, difuse tša phišo, le tšhireletšo ya BMS ye e raraganego-go thibela boemo bjo.

Tshenyo ya mmele ya dibetri tša lithium e baka dikotsi tše dikgolo. Go phunya sele go ka baka potologo ye kopana ya ka gare yeo e nago le go tšhaba ga phišo ka pela. Go pšhatlaganya goba go koba disele tša mokotla go senya karoganyo, mo go ka dumelelago go kgomagana ka go lebanya ga dielektrode. Le ka mohla o se ke wa diriša dibetri tšeo di senyegilego ka mo go bonagalago, gomme o di lahle gabotse mafelong ao a kgethilwego a go dirišwa gape.

Go tjhaja go feta tekano le go feta-go tšholla bobedi go gobatša dibetri gomme 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 gomme gwa baka go tšhelwa ga lithium godimo ga anode, go hlola di-dendrite tšeo di ka phunyago separator. Go tšholla ka fase ga mo e ka bago 2.5V ka sele go ka hlatswa koporo go tšwa go bakgoboketši ba bjale, go fokotša bokgoni sa ruri le go hlola dikotsi tša ka gare tša potologo ye kopana.

Boloka dibetri mafelong a fodilego le a omilego kgole le didirišwa tše di tukago. 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 lithium-ion bjalo ka dithoto tše kotsi tšeo di nyakago diphuthelwana tše di kgethegilego le go swaya bakeng sa go romelwa ka moyeng ka godimo ga meelo ye e itšego ya bokgoni.

Aowa, o hloka tjhajara yeo e hlamilwego ka go lebanya bakeng sa khemikhale ya lithium-ion. ditjhajara tsena laola gagamalo ka nepo ho 4.2V ka sele le switjha ho tloha jwale kamehla ho kamehla gagamalo tjhaja ka tsela e iketsang. Go šomiša ditšhajara tšeo di reretšwego dibetri tše di theilwego go lloto-esiti goba nikele-go tla senya dibetri tša lithium gomme go ka hlola dikotsi tša polokego.

Dibetri tša boleng bja lithium-ion ka tlwaelo di tliša didikologa tše 1000-5000 tša go tjhaja ka botlalo go ya ka khemikhale le maemo a tšhomišo. Ka dipehelo tša almanaka, letela mengwaga ye 3-10 ya bophelo bja tirelo. LiFePO4 khemikhale fana ka bophelo bo telele ka ho fetisisa potoloho ka 3000-5000 didikadikwe, ha maemo a lithium cobalt oxide ka tloaelo fana ka 500-1000 didikadikwe pele ga tahlehelo e kgolo bokgoni.

Dibetri ka moka tša lithium di tšofala ga almanaka ka lebaka la dikarabelo tša dikhemikhale tše di sa nyakegego tšeo di diregago le ge di khuditše. Go boloka dibetri dithemperetšheng tše di phagamego goba go tjhaja ka botlalo go akgofiša go senyega mo. Bakeng sa dipoelo tše kaone nakong ya polokelo, lefiša go fihla go 40-50% gomme o boloke 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 e leshala lithiumgantši e šupa disele tša mathomo (tšeo e sego -rechargeable) tšeo di šomišago lithium ya tšhipi. Dibetri tša lithium-ion di a tladišwa gape gomme ga di na le lithium ya tšhipi-lithium fela ka mokgwa wa ionic yeo e bolokilwego ka gare ga didirišwa tša eleketrode. Mehuta ye mebedi ga e fapantšhe ka lebaka la digase tše di fapanego le khemikhale ya ka gare.

Lithium Rechargeable

Theknolotši ya dibetri tša lithium tšeo di tladišwago gape e tšwela pele e tšwela pele ka lebelo. Dinyakišišo ka ga di-electrolyte tša boemo bjo bo tiilego- di holofetša segokanyipalo sa maatla a godimo le polokego ye e kaonafetšego ka go fediša di-electrolyte tša seela tše di tukago. Di-anode tša silicon di be di ka oketša bokgoni ka 30-40% go feta graphite ya setšo. Khemistri ya lithium-sebabole e ka feleletša e tlišitše di-density tša maatla tše di fetago 500 Wh/kg, e lego theknolotši ya bjale ye e nyakilego go ba gabedi.

Dibetri tše di fetotše kudu tsela yeo re bolokago le go diriša matla a mohlagase. Go tloga go megala ya bogolo bja potleng-go ya go ditlhomo tša tekanyo ya keriti-, theknolotši ya lithium ye e tladišwago gape e kgontšha mekgwa ya bophelo ya sebjalebjale ya sellathekeng le yeo e mpshafatšwago- yeo e šomišago maatla. Kopanyo ya theknolotši ye ya go ba le maatla a godimo, ditshenyagalelo tše di kwagalago, le go tladišwa gape e 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 difsa di tšwelela, go bonagala dibetri tša lithium tšeo di tladišwago gape di tla matlafatša didirišwa tša rena le dikoloi nywageng-someng e tlago.