Le coigeartú leanúnach ar an struchtúr fuinnimh domhanda agus forbairt go mear ar fhuinneamh in-athnuaite,stóráil fuinnimhtá teicneolaíocht ag éirí de réir a chéile mar thacaíocht thábhachtach d'athrú fuinnimh agus d'fhorbairt eacnamaíoch sa todhchaí a thiomáint.
Réamhrá le Teicneolaíocht Battery Stórála Fuinnimh
▲Comhshó, stóráil agus úsáid fuinnimh
▲Aicmiú agus Feidhmiú Teicneolaíochtaí Stórála Fuinnimh
▲Forbhreathnú ar Cadhnraí Stórála Fuinnimh
▲Prionsabal oibre agus comhdhéanamh cadhnraí stórála fuinnimh
▲Táscairí feidhmíochta agus téarmaíocht ghaolmhar na gcadhnraí stórála fuinnimh
Is é fuinneamh an fórsa bunúsach atá ag tiomáint an domhain agus is acmhainn lárnach é ar a mbraitheann an tsochaí dhaonna le haghaidh forbartha. Ó úsáid tosaigh tine go leictreachas an lae inniu, tá forbairt agus úsáid fuinnimh tar éis dul chun cinn na sibhialtachta a thiomáint agus mhúnlaigh ár struchtúr sóisialta reatha.
Le fás leanúnach éileamh fuinnimh domhanda agus forbairt go mear ar fhuinneamh in-athnuaite, tá teicneolaíocht ceallraí stórála fuinnimh tagtha chun cinn agus tháinig sé ina cholún ríthábhachtach den earnáil fuinnimh. Is féidir le cadhnraí stórála fuinnimh foinsí fuinnimh uaineacha a stóráil go héifeachtach mar chumhacht gaoithe agus gréine agus iad a scaoileadh le linn buaic-tréimhsí éilimh, ag cinntiú cobhsaíocht an tsoláthair chumhachta. Ní hamháin go laghdaíonn an teicneolaíocht seo spleáchas ar bhreoslaí iontaise traidisiúnta ach soláthraíonn sí ráthaíochtaí tábhachtacha freisin chun córais ísealcharbóin agus fuinnimh inbhuanaithe a bhaint amach.
Tá forbairt na teicneolaíochta ceallraí stórála fuinnimh, ó chadhnraí traidisiúnta luaidhe-aigéid go cadhnraí ian litiam nua-aimseartha, agus ansin go cadhnraí stáit soladacha agus cadhnraí ian sóidiam atá ag teacht chun cinn, ag briseadh trí bhaic teicneolaíochta i gcónaí. Trí dhlús fuinnimh a fheabhsú, saolré a leathnú, agus sábháilteacht a fheabhsú, léirigh cadhnraí stórála fuinnimh ionchais iarratais leathan i réimsí mar stóráil fuinnimh tí, iompar, agus rialáil greille. Is féidir a rá go bhfuil teicneolaíocht ceallraí stórála fuinnimh, ní hamháin lárnach don chlaochlú struchtúr fuinnimh atá ann faoi láthair ach freisin i gcroílár ghreillí cliste sa todhchaí agus córais fuinnimh dáilte.
Teicneolaíocht stórála fuinnimh ceallraí atá bunaithe ar litiam
▲Struchtúr agus prionsabal oibre cadhnraí ian litiam
▲Ábhair chatóide cadhnraí litiam-
▲Ábhair anóidí ceallraí ian litiam
▲Leictrilít-ceallraí ian litiam
▲Dearadh agus déantúsaíocht cadhnraí ian litiam
I 1970, chruthaigh MS Whittingham ó ExxonMobil an chéad chadhnra ian litiam. D'úsáid sé disulfide tíotáiniam agus litiam miotalach mar na leictreoidí dearfacha agus diúltacha, faoi seach. Le linn luchtaithe agus urscaoilte, déantar litiam miotalach a chaitheamh go leanúnach agus a ghintear ag an leictreoid dhiúltach, agus cuireann disulfide tíotáiniam isteach go leanúnach agus asbhaintear hiain litiam ag an leictreoid dhearfach. Tá an dá phróiseas seo inchúlaithe ar feadh shaolré na ceallraí, agus mar sin cruthaítear ceallraí ian litiam tánaisteach le voltas 2V. Sa bhliain 1982, fuair RR Agarwal agus JR Selman ó Institiúid Teicneolaíochta Illinois amach go bhfuil an mhaoin ag hiain litiam idirchalaithe go graifít, próiseas atá tapa agus inchúlaithe...Ó bunaíodh é, tá forbairt déanta ar chadhnraí litiam agus ar chadhnraí amháin. Agus a bhfeidhmíocht níos fearr agus áisiúil, tá siad ag dul i ngleic le réimsí éagsúla de réir a chéile, ó tháirgí 3C mar fhóin phóca agus táibléad go hearnálacha fuinnimh cumhachta ar nós feithiclí leictreacha agus réimsí stórála fuinnimh ar scála mór ar nós fótavoltach agus cumhacht gaoithe, rud a chuireann isteach go mór ar an saol sóisialta.
Cad is ceallraí ann?
▲Stair Forbartha Cadhnraí
▲Réamhrá ar chadhnraí litiam-ian
▲ Gnéithe de chadhnraí ian litiam
▲Na príomhábhair i gcadhnraí ian litiam
Is cineál foinse cumhachta é ceallraí. Roinntear foinsí cumhachta go ginearálta i bhfoinsí cumhachta fisiceacha agus foinsí cumhachta ceimiceacha. I measc na bhfoinsí cumhachta fisiceacha tá feistí giniúna cumhachta gréine, feistí giniúna cumhachta teirmeleictreacha, gineadóirí teirmeacha agus hidrileictreacha, etc.; agus tagraíonn foinsí cumhachta ceimiceacha d'fheistí giniúna cumhachta ar féidir leo fuinneamh ceimiceach a thiontú go díreach i bhfuinneamh leictreach, is é sin, cadhnraí ceimiceacha sa chiall ghinearálta, nó go simplí cadhnraí.
Tá córais ceallraí tar éis teacht chun cinn trí cheithre ghlúin: cadhnraí luaidhe-aigéid, cadhnraí nicil-caidmiam, cadhnraí hidríde miotail nicil, agus cadhnraí ian litiam. Tá feabhas leanúnach ar fheidhmíocht ceallraí, agus tá tuiscint an duine ar chórais ceallraí méadaithe. Faoi láthair, is iad cadhnraí litiam-an córas ceallraí in-athluchtaithe is éifeachtaí agus is tíosaí ar fhuinneamh, arb ionann iad agus an leibhéal is airde taighde agus teicneolaíochta ceallraí daonna.
Taighde agus Forbairt Stair na nÁbhar Fosfáite Iarainn Litiam
▲ Stair forbartha na n-ábhar fosfáit iarainn litiam
▲ Staid paitinne fosfáit iarainn litiam
▲Staidéir struchtúracha agus feidhmíochta ar ábhair fosfáit iarainn litiam
Is ábhar catóide é fosfáit iarainn litiam (LiFeP, LFP, ar a dtugtar fosfáit iarainn litiam nó fosfáit iarainn litiam freisin) a úsáidtear i gcadhnraí ian litiam. Tá sé tréithrithe ag easpa eilimintí luachmhara cosúil le cóbalt agus nicil, praghsanna amhábhar íseal, agus raidhse acmhainní fosfar, litiam agus iarainn i screamh an Domhain, ar féidir leo freastal ar éileamh an mhargaidh níos mó ná milliún tonna in aghaidh na bliana. Mar ábhar catóide, tá voltas oibriúcháin measartha (3.2V) ag fosfáit iarainn litiam, cumas ard sonrach (170mA·h/g), cumhacht urscaoilte ard, cumas luchtaithe tapa, saolré timthriall fada, agus cobhsaíocht mhaith faoi ardteocht agus timpeallachtaí teasa ard.
Trealamh táirgeachta a úsáidtear i ndéantúsaíocht ábhair fosfáit iarainn litiam
▲Riachtanais Trealaimh Táirgthe:;Trealamh Measctha;Trealamh Triomú;Trealamh Sintéirithe,;Trealamh Brúite; Trealamh Scagtha; Gineadóir Nítrigine; Trealamh Pacáistithe.
Nuair a úsáidtear ábhair chatóide fosfáit iarainn litiam (LFP) i ndéantúsaíocht ceallraí ian litiam, tá na ceanglais maidir lena n-íonacht, a gcéim agus a neamhíonachtaí an-dian. Mar shampla, nuair a shroicheann an leibhéal ocsaídiúcháin d'iarann divalent i LFP 1%, is féidir leis an acmhainn shonrach laghdú níos mó ná 30%. Tá sé seo amhlaidh toisc go gcótaíonn an t-iarann trífhiúsach nua-ghinte dromchla an LFP, ag cruthú ciseal imoibríoch a chuireann cosc ar imoibrithe inmheánacha breise. Má tá LFP ocsaídithe cheana féin, ní féidir le modhanna laghdaithe ina dhiaidh sin LFP a thabhairt mar gheall go bhfuil na hiain litiam san amhábhar caillte cheana féin.
Ábhair fosfáit iarainn litiam a ullmhú trí mhodh oxalate neamhfheiriúil
▲ Prionsabal sintéise
▲ Príomh-amhábhair shintéiseacha
▲ Próiseas sintéise
▲ Feidhmíocht ábhar sintéiseach
Tugtar an modh oxalate neamhfheiriúil (nó modh simplí neamhfheiriúil) ar an bpróiseas a bhaineann le fosfáit iarainn litiam a shintéisiú ag baint úsáide as oxalate neamhfheiriúil mar amhábhar. Faoi láthair, is é an modh oxalate neamhfheiriúil an próiseas agus an modh is mó a úsáidtear sa tSín, agus tá níos mó ná leath de na monaróirí intíre ag baint úsáide as. Is iad na príomhbhuntáistí a bhaineann leis ná costais íseal amhábhar, próiseas simplí, agus rialú éasca ar chóimheasa comhábhair.
Ábhair fosfáit iarainn litiam a ullmhú trí laghdú carbothermal
▲ Prionsabal sintéise
▲ Príomh-amhábhair shintéiseacha
▲ Próiseas sintéise
▲ Feidhmíocht ábhar sintéiseach
I measc na monaróirí a tháirgeann ábhair fosfáit iarainn litiam (LiFePO4), is é an modh laghdaithe carbothermal an dara teicneolaíocht is mó a úsáidtear faoi láthair tar éis an modh oxalate neamhfheiriúil. Is é a phríomh-amhábhar iarann feiriúil (Fe2PO4), lena n-áirítear fosfáit iarainn (Fe2PO4) agus ocsaíd iarainn (Fe2O3). Le linn an imoibrithe, laghdaíonn carbóin (C) agus aonocsaíd charbóin (C2O3) iarann fheiriúil (Fe2PO4) go iarann neamhfheiriúil (Fe2+), a théann isteach sa laitís criostail ansin, ag cruthú struchtúr criostail fosfáit iarainn litiam (LiFePO4).
Is é an leas a bhaint as an modh laghdaithe carbothermal ná nach gá ocsaídiú na n-amhábhar a mheas le linn próiseála; is féidir modhanna measctha éagsúla a úsáid chun na hamhábhair a phróiseáil chun an stát scaipthe atá ag teastáil a bhaint amach. Is ag an gcéim ardteochta amháin a laghdaíonn carbón iarann fheiriúil go iarann neamhfheiriúil, ag cruthú fosfáit iarainn litiam, agus mar sin an t-ainm modh laghdaithe carbothermal. Baintear amach laghdú céim amháin leis an modh laghdaithe carbothermal, laghdaítear aschur gáis, agus tá sé tairbheach chun an táirgeacht a fheabhsú. Ag an am céanna, tá an próiseas sintéise simplí agus éasca le rialú, rud a fhágann go bhfuil méadú ar líon na gcuideachtaí ag glacadh leis an modh laghdaithe carbothermal.
Ullmhúchán hidrothermal d'ábhair fosfáit iarainn litiam
▲ Prionsabal sintéise
▲ Príomh-amhábhair shintéiseacha
▲ Próiseas sintéise
▲ Feidhmíocht ábhar sintéiseach
Is modh réasúnta chun cinn é an modh hidrothermal chun ábhair chatóide fosfáit iarainn litiam a ullmhú. Úsáideann a phríomhphróiseas córas hidrothermal supercritical, a thuaslagadh sulfáit neamhfheiriúil, hiodrocsaíd litiam, agus aigéad fosfarach in uisce, téamh an tuaslagán os cionn 100 céim i dtimpeallacht séalaithe chun tuaslagán uiscí ard-teocht, ardbhrú a dhéanamh. Téann an t-imoibriú ar aghaidh trí idirleathadh ian, ag giniúint cáithníní criostail fosfáit iarainn litiam. Déantar an t-ábhar fosfáit iarainn litiam íon a scagadh, a thriomú agus a bheith brataithe le carbón chun comhchodach fosfáit iarainn litiam / carbóin a dhéanamh.
Modhanna tástála agus anailíse traidisiúnta d'ábhair fosfáit iarainn litiam
▲ Modhanna anailíse agus tástála ar chomhdhéanamh ceimiceach d'ábhair fosfáit iarainn litiam
▲ Modhanna tástála maoine fisiceacha d'ábhair fosfáit iarainn litiam
▲ Modhanna tástála feidhmíochta leictriceimiceach d'ábhair fosfáit iarainn litiam
▲Meastóireacht ar Fheidhmeanna Praiticiúla Ábhair Fosfáite Iarainn Litiam
Maidir le hábhair fosfáit iarainn litiam (LFP), is croí-theicneolaíocht é tástáil, fiú níos tábhachtaí ná rialú próisis sintéise. Gan sonraí tástála beachta agus beachta, ní féidir coinníollacha próisis chobhsaí a fháil, agus mar sin ní féidir táirgí LFP cáilithe a chomhlíonann ceanglais úsáide a tháirgeadh. Tá dianthástáil na n-ábhar riachtanach ar fud an phróisis táirgthe ar fad, ó sholáthar amhábhar agus sintéis go dtí meastóireacht ar an táirge críochnaithe. Dá bhrí sin, ní mór d'aon aonad atá ag déanamh taighde agus ag táirgeadh LFP béim mhór a chur ar thógáil a chórais tástála. Is coinníollacha bunúsacha do chuideachta a seasamh sa tionscal a úsáid trealamh tástála sofaisticiúla, dian-mhodhanna tástála, agus pearsanra tástála oilte go maith.
Anailís ar airíonna saintréithe eile na n-ábhar fosfáit iarainn litiam
▲ Anailís feidhmíochta leictriceimiceach ar ábhair fosfáit iarainn litiam
▲Electron micreascópach anailís mhoirfeolaíochta ar ábhair fosfáit iarainn litiam
▲ Fuinneamh dromchla na n-ábhar fosfáit iarainn litiam
▲ Tuaslagthacht iarainn in ábhair fosfáit iarainn litiam a thomhas
▲ Saintréithe speictreascópacha na n-ábhar fosfáit iarainn litiam
I gcur i bhfeidhm praiticiúil na n-ábhar fosfáit iarainn litiam, i dteannta leis na tástálacha feidhmíochta gnáthaimh, is gá freisin roinnt airíonna sonracha a thomhas chun tagairt a sholáthar do mheastóireacht feidhmíochta ábhartha agus próisis déantúsaíochta ceallraí. Le dul chun cinn na teicneolaíochta, is féidir roinnt paraiméadair nach bhféadfaí a thomhas roimhe seo ach ag baint úsáide as cealla iomlána a chinneadh ag baint úsáide as modhanna simplí. Mar shampla, is féidir feidhmíocht timthriall na n-ábhar fosfáit iarainn litiam, go háirithe an fheidhmíocht timthriall carbóin, a mheas anois trí úsáid a bhaint as cealla mona atá deartha go speisialta, an próiseas tomhais a shimpliú go mór.
Teicneolaíocht déantúsaíochta ceallraí ag baint úsáide as ábhair fosfáit iarainn litiam
▲ Sonraíochtaí dearadh córas ceallraí fosfáit iarainn litiam
▲ Teicneolaíocht ullmhúcháin sciodair ábhar fosfáit iarainn litiam
▲ Sciodar fosfáit iarainn litiam a sciath
▲ Leictreoidí fosfáit iarainn litiam a rolladh
▲ Claochlú agus Roinn
▲ Samplaí eile de mhonarú ceallraí
I gcás aon chadhnra ian litiam, is é an dearadh tosaigh an príomhthasc. Baineann an obair dheartha le próiseas monaraíochta na ceallraí ian litiam a chinneadh. Ós rud é go bhfuil feidhmíocht ceallraí á chinneadh go príomha ag na leictreoidí, is gné lárnach den phróiseas déantúsaíochta ceallraí é dearadh leictreoid. Tá sé seo fíor freisin maidir le cadhnraí fosfáit iarainn litiam.
Príomhréimsí iarratais cadhnraí fosfáit iarainn litiam
▲ Feidhmchláir cadhnraí fosfáit iarainn litiam i bhfeistí iompair leictreacha
▲ Feidhmchláir cadhnraí fosfáit iarainn litiam i soláthar cumhachta stórála fuinnimh
▲ Feidhmchláir cadhnraí fosfáit iarainn litiam in uirlisí cumhachta
▲ Feidhmchláir cadhnraí fosfáit iarainn litiam
Is é fosfáit iarainn litiam (LFP) an t-ábhar catóide do chadhnraí ian litiam, agus is é an buntáiste is mó atá aige ná a sábháilteacht ard. Tá buntáistí aige freisin nach bhfuil ocsaíd mhangainéise litiam agus nicil-mangainéise-ábhair cóbalt thrínártha, mar shaolré fada timthriallta, costas íseal ábhair, agus go leor foinsí amhábhar. Tá voltas cobhsaí, voltas oibriúcháin measartha ag cadhnraí LFP, comhoiriúnacht mhaith le córais leictrilít, neamh-tocsaineach, níl aon éifeacht chuimhne acu, agus ní truaillíonn siad an timpeallacht. Féadfaidh a gcuid fuinnimh ar leith 100–130 Wh/kg a shroicheadh, atá 0.3–5 oiread níos mó ná cadhnraí luaidhe-aigéid agus 1.5 huaire níos mó ná cadhnraí nicil-hidríde miotail. I bhfianaise a buntáistí iomadúla, meastar gur ceallraí idéalach é le haghaidh feithiclí leictreacha, stóráil fuinnimh gaoithe agus gréine, agus cadhnraí cúltaca sábháilte le húsáid sa bhaile.
Outlook le haghaidh Ábhair Chatóide Eile le haghaidh Cadhnraí Litiam-ian
▲ Ábhar catóide fosfáite litiam vanadium -
▲ Ábhar catóide fosfáit mangainéise litiam
▲ Ábhar catóide sileacáit iarainn litiam
▲ Ábhar catóide borate iarainn litiam
▲Lithium-ábhair chatóide saibhre cisealta
Leag teacht chun cinn na n-ábhar fosfáit iarainn litiam (LFP) an bunús eolaíochta ábhair chun cadhnraí ian litiam ar scála mór a chur i bhfeidhm go forleathan.
Mar is eol go maith, bhí sábháilteacht cadhnraí ian litiam i gcónaí ina saincheist lárnach agus ríthábhachtach a chuireann srian le forbairt an tionscail. Fiú i dtíortha forbartha a bhfuil airíonna ábhar cobhsaí agus trealamh próiseála sofaisticiúla acu, ní féidir sábháilteacht cadhnraí ian litiam a ráthú go hiomlán. Ag cur san áireamh an leibhéal réasúnta íseal de phróiseáil ceallraí ian litiam i mo thír, tá LFP in oiriúint go maith do choinníollacha náisiúnta mo thíre, rud a chuireann go mór le sábháilteacht ceallraí.