Bi pêşveçûna bilez a wesayîtên elektrîkê li çaraliyê cîhanê, mezinahiya bazarê ya wesayîtên elektrîkî di sala 2020-an de gihîştiye 1 trîlyon dolarî û dê di pêşerojê de her sal bi rêjeya% 20 zêde bibe.Ji ber vê yekê, wesayîtên elektrîkê wekî rêgezek sereke ya veguheztinê, hewcedariyên performansê yên ji bo bataryayên hêzê dê her ku diçe zêde bibin, û bandora hilweşîna pîlê li ser performansa battera hêzê di hawîrdorên germahiya nizm de neyê paşguh kirin.Sedemên sereke yên hilweşîna bataryayê di hawîrdorên germahiya nizm de ev in: Yekem, germahiya nizm bandorê li berxwedana piçûk a hundurê pîlê dike, qada belavbûna termal mezin e, û berxwedana hundurîn a pîlê zêde dibe.Ya duyemîn, pîlê li hundur û derveyî kapasîteya veguheztina bargiraniyê xizan e, dema polarîzasyona nevegera herêmî dê deformasyona pîlê çêbibe.Ya sêyem, germahiya nizm ya tevgera molekulê ya elektrolîtê hêdî û dijwar e ku di wextê ku germ zêde dibe de belav dibe.Ji ber vê yekê, hilweşîna bataryayê ya germahiya nizm ciddî ye, ku di encamê de xirabûna ciddî ya performansa bateriyê dibe.
1, Rewşa teknolojiya battera germahiya nizm
Pêdiviyên performansa teknîkî û maddî yên bataryayên hêza lîtium-ion ku di germahiyên nizm de têne amadekirin pir in.Xerabûna performansa ciddî ya pîlê hêza lîtium-ion di hawîrdora germahiya nizm de ji ber zêdebûna berxwedana hundurîn e, ku dibe sedema dijwariya belavkirina elektrolîtê û kurtkirina jiyana çerxa hucreyê.Ji ber vê yekê, lêkolîna li ser teknolojiya bateriya hêza germahiya nizm di van salên dawî de hin pêşkeftinek çêkiriye.Pîlên kevneşopî yên germahiya bilind ên lîtium-ion xwedî performansa germahiya bilind belengaz in, û performansa wan hîn jî di bin şert û mercên germahiya nizm de ne aram e;qebareya mezin a hucreyên germahiya nizm, kapasîteya kêm, û performansa çerxa germahiya kêm;polarîzasyon di germahiya nizm de ji germahiya bilind bi girîngî xurtir e;zêdebûna vîskozîteya elektrolîtê di germahiya nizm de dibe sedema kêmbûna hejmara çerxên barkirin/dakêşandinê;kêmbûna ewlehiya hucreyan û kêmkirina jiyana bateriyê di germahiya nizm de;û di karanîna di germahiya nizm de performansa kêm kir.Digel vê yekê, jiyana çerxa kurt a pîlê di germahiya nizm de û xetereyên ewlehiyê yên hucreyên germahiya nizm ji bo ewlehiya bataryayên hêzê hewcedariyên nû derxistine pêş.Ji ber vê yekê, pêşkeftina materyalên bataryayê yên stabîl, ewledar, pêbawer û dirêj-dirêj ji bo hawîrdorên germahiya nizm navenda lêkolînê ya li ser bataryayên lîtium-ion-germahiya nizm e.Heya nuha, çend materyalên bataryayê yên lîtium-ion-germahiya nizm hene: (1) materyalên anodê yên metalê yên lîtium: metala lîtium bi berfirehî di wesayîtên elektrîkê de tê bikar anîn ji ber ku aramiya kîmyewî ya bilind, gihandina elektrîkê ya bilind û performansa barkirin û dakêşanê ya germahiya kêm;(2) Materyalên anodê yên karbonê bi berfirehî di wesayîtên elektrîkê de têne bikar anîn ji ber berxwedana germa wan a baş, performansa çerxa germahiya nizm, guheztina elektrîkê ya kêm û jiyana çerxa germahiya nizm di germahiyên nizm de;(3) Materyalên anodê yên karbonê bi berfirehî di wesayîtên elektrîkê de têne bikar anîn ji ber berxwedana germa wan a baş, performansa çerxa germahiya nizm, guheztina elektrîkê ya kêm û jiyana çerxa germahiya kêm.li;(3) elektrolîtên organîk di germahiya nizm de xwedî performansa baş in;(4) Elektrolîtên polîmer: zincîreyên molekular ên polîmer bi nisbeten kurt in û xwedan têkiliyek bilind in;(5) materyalên înorganîk: polîmerên neorganîk xwedan pîvanên performansa baş (rêvebirin) û lihevhatina baş a di navbera çalakiya elektrolîtê de ne;(6) oksîtên metal kêm in;(7) materyalên neorganîk: polîmerên neorganîk, hwd.
2, Bandora hawîrdora germahiya nizm li ser pîlê lithium
Jiyana çerxa bataryayên lîtiumê bi piranî bi pêvajoya dakêşanê ve girêdayî ye, di heman demê de germahiya nizm faktorek e ku bandorek mezintir li ser jiyana hilberên lîtiumê dike.Bi gelemperî, di bin hawîrdora germahiya nizm de, rûyê pîlê dê di bin guhartina qonaxê de bibe sedema zirara strukturên rûkalê, digel kêmbûna kapasîteyê û kapasîteya hucreyê.Di bin şert û mercên germahiya bilind de, gaz di şaneyê de tê hilberandin, ku dê belavbûna termal zûtir bike;di bin germahiya nizm de, gaz nikare di wextê de were derxistin, guheztina qonaxê ya şilava batterê bilez dike;germahî çiqas kêm bibe, gaz bêtir çêdibe û guheztina qonaxa şilava pîlê hêdîtir dibe.Ji ber vê yekê, guhartina materyalê ya hundurîn a pîlê di bin germahiya nizm de hişktir û tevlihevtir e, û hêsantir e ku gaz û zexm di hundurê materyalê pîlê de hilberîne;di heman demê de, germahiya nizm dê bibe sedema rêzek reaksiyonên wêranker ên wekî şikestina girêdana kîmyewî ya bêveger li navbera di navbera materyalê katodê û elektrolîtê de;ew ê di heman demê de bibe sedema kêmkirina xweseriya elektrolîtê û jiyana çerxê;kapasîteya veguheztina barkirina îyona lîtiumê ji bo elektrolîtê dê kêm bibe;Pêvajoya barkirin û dakêşandinê dê bibe sedema rêzek reaksiyonên zincîreyê yên wekî diyardeya polarîzasyonê di dema veguheztina barkirina îyona lîtiumê de, hilweşîna kapasîteya batterê û serbestberdana stresa navxweyî, ku bandorê li jiyana çerxê û dendika enerjiyê ya bataryayên lîtium ion û fonksiyonên din dike.Germahiya di germahiya nizm de her ku kêm be, reaksiyonên wêranker ên cihêreng ên wekî reaksiyonên redox li ser rûyê pîlê, belavbûna termal, guherîna qonaxê di hundurê hucreyê de û hetta hilweşîna tam jî dê di encamê de rêzek reaksiyonên zincîreyê yên wekî elektrolîtê çêbike. xwe-civîn, leza reaksiyonê hêdîtir e, kapasîteya batterê ew qas girantir dibe û şiyana koçkirina barkirina îyona lîtiumê di germahiya bilind de xizantir e.
3, Germahiya nizm li ser pêşkeftina perspektîfên lêkolîna teknolojiya bateriya lîtium
Di hawîrdora germahiya nizm de, ewlehî, jiyana çerxê û aramiya germahiya hucreyê ya pîlê dê bandor bibe, û bandora germahiya nizm li ser jiyana bataryayên lîtium nayê paşguh kirin.Heya nuha, lêkolîn û pêşkeftina teknolojiya bataryaya hêza germahiya nizm bi karanîna diafragm, elektrolît, materyalên elektrodê erênî û neyînî û awayên din hin pêşkeftinek çêkiriye.Di pêşerojê de, pêşkeftina teknolojiya bataryaya lîtium-germahiya nizm divê ji aliyên jêrîn ve were baştir kirin: (1) pêşkeftina pergala materyalê pîlê lîtiumê bi dendika enerjiya bilind, jiyanek dirêj, kêmbûna kêm, mezinahiya piçûk û lêçûnek kêm di germahiya nizm de. ;(2) başkirina domdar a kontrolkirina berxwedana navxweyî ya batterê bi riya sêwirana strukturel û teknolojiya amadekirina materyalê;(3) di pêşkeftina pergala bataryaya lîtiumê ya bi kapasîteya bilind, kêm-mesref de, pêdivî ye ku bal were kişandin ser lêzêdekirina elektrolîtê, îyona lîtium û anod û navbera katodê û materyalê çalak a hundurîn û faktorên din ên sereke ku bandor dikin;(4) performansa çerxa batterê (enerjiya taybetî barkirin û dakêşandin), aramiya germî ya pîlê di hawîrdora germahiya nizm de, ewlehiya bataryayên lîtiumê di hawîrdora germahiya nizm de û rêgezên pêşkeftina teknolojiya batterê ya din baştir bikin;(5) di şert û mercên germahiya nizm de çareseriyên pergala bataryayê ya hêza lêçûn û lêçûnek bilind pêşve bibin;(6) hilberên têkildarî bataryaya germahiya nizm pêşve bibin û serîlêdana wan pêşve bibin;(7) Materyalên bataryayê û teknolojiya cîhazê ya berxwedêr bi performansa bilind-kêm pêşve bibin.
Bê guman, ji bilî rêwerzên lêkolînê yên li jor, di heman demê de gelek rêwerzên lêkolînê jî hene ku ji bo baştirkirina performansa pîlê di bin şert û mercên germahiya nizm de, baştirkirina dendika enerjiyê ya bataryayên germahiya nizm, kêmkirina hilweşîna batterê di hawîrdorên germahiya nizm de, dirêjkirina jiyana bateriyê û lêkolînên din. pêşverûtî;lê meseleya girîngtir ew e ku meriv çawa bigihîje performansa bilind, ewlehiya bilind, lêçûnek kêm, rêgezek bilind, jiyanek dirêj û lêçûnek kêm bazirganîkirina bataryayên di bin şert û mercên germahiya nizm de ev e. Lêkolîn hewce dike ku li ser şikandin û çareserkirina pirsgirêkê hûr bibe.
Dema şandinê: Nov-22-2022