Ang kalibutan nanginahanglan dugang nga gahum, labi na sa usa ka porma nga limpyo ug mabag-o.Ang among mga estratehiya sa pagtipig sa enerhiya sa pagkakaron gihulma sa mga baterya sa lithium-ion - sa pagputol sa sulud sa ingon nga teknolohiya - apan unsa ang atong mapaabut sa umaabot nga mga tuig?
Magsugod ta sa pipila ka sukaranan sa baterya.Ang usa ka baterya usa ka pakete sa usa o daghan pa nga mga selyula, nga ang matag usa adunay positibo nga electrode (ang cathode), negatibo nga electrode (ang anode), usa ka separator ug usa ka electrolyte.Ang paggamit sa lain-laing mga kemikal ug mga materyales alang niini makaapekto sa mga kabtangan sa baterya - unsa ka dako nga enerhiya ang matipigan ug ma-output niini, unsa ka dako nga gahum ang mahatag niini o ang gidaghanon sa mga higayon nga kini ma-discharge ug ma-recharge (gitawag usab nga kapasidad sa pagbisikleta).
Ang mga kompanya sa baterya kanunay nga nag-eksperimento sa pagpangita sa mga kemiko nga mas barato, mas dasok, mas gaan ug mas gamhanan.Nakigsulti kami kang Patrick Bernard - Saft Research Director, nga nagpatin-aw sa tulo ka bag-ong mga teknolohiya sa baterya nga adunay potensyal nga pagbag-o.
BAG-ONG HENERASYON NGA LITHIUM-ION BATTERY
Unsa ni?
Sa lithium-ion (li-ion) nga mga baterya, ang pagtipig ug pagpagawas sa enerhiya gihatag pinaagi sa paglihok sa mga lithium ions gikan sa positibo ngadto sa negatibo nga electrode pabalik-balik pinaagi sa electrolyte.Niini nga teknolohiya, ang positibo nga electrode naglihok isip inisyal nga tinubdan sa lithium ug ang negatibo nga electrode isip host sa lithium.Daghang mga chemistries ang gitigum ubos sa ngalan sa li-ion nga mga baterya, isip resulta sa mga dekada sa pagpili ug pag-optimize nga duol sa kahingpitan sa positibo ug negatibo nga mga aktibong materyales.Ang lithiated metal oxides o phosphates mao ang kasagarang materyal nga gigamit isip present positive nga mga materyales.Graphite, apan usab graphite/silicon o lithiated titanium oxides gigamit ingon nga negatibo nga mga materyales.
Uban sa aktuwal nga mga materyales ug mga disenyo sa cell, ang teknolohiya sa li-ion gilauman nga makaabot sa limitasyon sa enerhiya sa sunod nga umaabot nga mga tuig.Bisan pa, ang labing bag-o nga mga nadiskobrehan sa mga bag-ong pamilya sa mga makasamok nga aktibo nga materyales kinahanglan nga magbukas sa mga limitasyon karon.Kini nga mga bag-ong compound mahimo’g magtipig daghang lithium sa positibo ug negatibo nga mga electrodes ug magtugot sa una nga higayon nga maghiusa ang kusog ug gahum.Dugang pa, uban niining mga bag-ong compound, ang kanihit ug kritikal nga mga hilaw nga materyales gikonsiderar usab.
Unsa ang mga bentaha niini?
Karon, taliwala sa tanan nga mga state-of-the-art nga teknolohiya sa pagtipig, ang li-ion nga teknolohiya sa baterya nagtugot sa labing taas nga lebel sa densidad sa enerhiya.Ang mga pasundayag sama sa paspas nga pag-charge o temperatura nga operating window (-50°C hangtod sa 125°C) mahimong ma-fine-tuned pinaagi sa daghang pagpili sa disenyo sa selula ug mga chemistries.Dugang pa, ang mga baterya nga li-ion nagpakita og dugang nga mga bentaha sama sa ubos kaayo nga pag-discharge sa kaugalingon ug taas kaayo nga kinabuhi ug mga pasundayag sa pagbisikleta, kasagaran liboan ka mga siklo sa pag-charge/pagdiskarga.
Kanus-a man nato kini mapaabot?
Ang bag-ong henerasyon sa mga advanced nga li-ion nga baterya gilauman nga ma-deploy sa wala pa ang unang henerasyon sa solid state nga mga baterya.Maayo kini nga gamiton sa mga aplikasyon sama sa Energy Storage Systems formga renewableug transportasyon (dagat, mga riles,abyonug off road mobility) diin ang taas nga enerhiya, taas nga gahum ug kaluwasan gikinahanglan.
LITHIUM-SULPHUR BATTERIES
Unsa ni?
Sa mga baterya nga li-ion, ang mga lithium ion gitipigan sa mga aktibo nga materyales nga naglihok ingon lig-on nga mga istruktura sa host sa panahon sa pag-charge ug pag-discharge.Sa lithium-sulfur (Li-S) nga mga baterya, walay mga istruktura sa host.Samtang nagpagawas, ang lithium anode nahurot ug ang asupre giusab ngadto sa lainlaing kemikal nga mga compound;sa panahon sa pag-charge, ang reverse nga proseso mahitabo.
Unsa ang mga bentaha niini?
Ang Li-S nga baterya naggamit ug gaan kaayo nga aktibong mga materyales: sulfur sa positibo nga electrode ug metallic lithium isip negatibo nga electrode.Mao kini ang hinungdan nga ang teoretikal nga density sa enerhiya labi ka taas: upat ka pilo nga mas dako kaysa sa lithium-ion.Kana naghimo niini nga usa ka maayo nga angay alang sa aviation ug mga industriya sa kawanangan.
Gipili ug gipaboran sa Saft ang labing gisaad nga Li-S nga teknolohiya base sa solid state electrolyte.Kini nga teknikal nga agianan nagdala sa taas kaayo nga densidad sa enerhiya, taas nga kinabuhi ug nakabuntog sa mga nag-unang disbentaha sa liquid based Li-S (limitado nga kinabuhi, taas nga selfdischarge, ...).
Dugang pa, kini nga teknolohiya dugang sa solid state lithium-ion salamat sa iyang superyor nga gravimetric energy density (+30% sa stake sa Wh/kg).
Kanus-a man nato kini mapaabot?
Ang dagkong mga babag sa teknolohiya nabuntog na ug ang lebel sa pagkahamtong paspas kaayo nga nag-uswag padulong sa hingpit nga mga prototype.
Alang sa mga aplikasyon nga nanginahanglan taas nga kinabuhi sa baterya, kini nga teknolohiya gilauman nga makaabut sa merkado pagkahuman sa solid state lithium-ion.
SOLID STATE BATTERIES
Unsa ni?
Ang mga solidong baterya sa estado nagrepresentar sa usa ka pagbag-o sa paradigma sa mga termino sa teknolohiya.Sa modernong li-ion nga mga baterya, ang mga ion mobalhin gikan sa usa ka electrode ngadto sa lain tabok sa liquid electrolyte (gitawag usab nga ionic conductivity).Sa all-solid state batteries, ang liquid electrolyte gipulihan sa usa ka solid compound nga bisan pa niana nagtugot sa lithium ions nga molalin sulod niini.Kini nga konsepto layo sa bag-o, apan sa milabay nga 10 ka tuig - salamat sa intensive tibuok kalibutan nga panukiduki - bag-ong mga pamilya sa solid electrolytes nadiskobrehan uban sa taas kaayo nga ionic conductivity, susama sa liquid electrolyte, nga nagtugot niini nga partikular nga teknolohiya nga babag nga mabuntog.
Karon,SaftAng mga paningkamot sa Pagpanukiduki ug Pag-uswag nagpunting sa 2 nga nag-unang mga tipo sa materyal: mga polimer ug dili organikong mga compound, nga nagtumong sa synergy sa mga kabtangan sa pisiko-kemikal sama sa pagkaproseso, kalig-on, konduktibidad ...
Unsa ang mga bentaha niini?
Ang una nga dako nga bentaha mao ang usa ka marka nga pag-uswag sa kaluwasan sa lebel sa cell ug baterya: ang mga solid electrolyte dili masunog kung gipainit, dili sama sa ilang mga likido nga katugbang.Ikaduha, gitugotan niini ang paggamit sa mga bag-o, taas nga boltahe nga high-capacity nga mga materyales, nga makapahimo sa mas dasok, mas gaan nga mga baterya nga adunay mas maayo nga estante sa kinabuhi ingon usa ka sangputanan sa pagkunhod sa kaugalingon nga pag-discharge.Dugang pa, sa lebel sa sistema, magdala kini dugang nga mga bentaha sama sa gipasimple nga mekaniko ingon man ang pagdumala sa thermal ug kaluwasan.
Tungod kay ang mga baterya mahimo’g magpakita sa usa ka taas nga ratio sa gahum-sa-bug-at, mahimo’g maayo kini nga gamiton sa mga de-koryenteng salakyanan.
Kanus-a man nato kini mapaabot?
Daghang mga klase sa all-solid state nga mga baterya ang lagmit nga moabut sa merkado samtang nagpadayon ang pag-uswag sa teknolohiya.Ang una mao ang mga solid state nga baterya nga adunay graphite-based anodes, nga nagdala sa mas maayo nga performance sa enerhiya ug kaluwasan.Sa paglabay sa panahon, ang mas gaan nga solid state nga mga teknolohiya sa baterya gamit ang metallic lithium anode kinahanglan nga magamit sa komersyo.
Oras sa pag-post: Ago-03-2022