Mkpa dị ngwa iji belata ikuku carbon na-eme ngwa ngwa na-aga n'ihu na-ebuga ọkụ eletrik na ịgbasa ntinye nke ike anyanwụ na ikuku na okporo.Ọ bụrụ na ọnọdụ ndị a na-abawanye dị ka a tụrụ anya ya, mkpa maka ụzọ ka mma nke ịchekwa ike eletrik ga-esiwanye ike.
Anyị chọrọ usoro niile anyị nwere ike nweta iji gboo egwu nke mgbanwe ihu igwe, Dr Elsa Olivetti, onye osote prọfesọ nke sayensị akụrụngwa na injinia na Esther na Harold E. Edgerton kwuru.N'ụzọ doro anya, mmepe nke teknụzụ nchekwa oke nke dabere na grid dị oke mkpa.Mana maka ngwa mkpanaka - ọkachasị njem njem - ọtụtụ nyocha lekwasịrị anya n'ịgbanwe nke taabatrị lithium-ionka ọ dị nchebe, dị ntakịrị ma nwee ike ịchekwa ike maka nha na ibu ha.
Batrị lithium-ion ndị nkịtị na-aga n'ihu na-akawanye mma, mana oke ha ka dị, otu akụkụ n'ihi nhazi ha.Batrị lithium-ion nwere electrodes abụọ, nke dị mma na nke na-adịghị mma, sandwiched n'ime mmiri mmiri organic (carbon nwere).Mgbe batrị chajịrị ma hapụ ya, a na-ebufe akụkụ lithium chajị (ma ọ bụ ion) site n'otu electrode gaa na nke ọzọ site na mmiri mmiri electrolyte.
Otu nsogbu dị na imewe a bụ na na ụfọdụ voltaji na okpomọkụ, mmiri mmiri electrolyte nwere ike ịghọ ihe na-agbanwe agbanwe ma nweta ọkụ.Batrị ndị a na-adịkarị mma n'okpuru iji ya eme ihe, mana ihe ize ndụ ahụ ka dị, Dr Kevin Huang Ph.D.'15, ọkà mmụta sayensị na-eme nchọpụta na otu Olivetti kwuru.
Nsogbu ọzọ bụ na batrị lithium-ion adịghị mma maka iji n'ime ụgbọ ala.Nnukwu ngwugwu batrị dị arọ na-ewe ohere, na-abawanye ibu ụgbọ ala ma belata nrụpụta mmanụ ụgbọala.Mana ọ na-esi ike ime ka batrị lithium-ion nke oge a dị ntakịrị ma dị ọkụ ka ha na-ejigide ike ike ha - ọnụọgụ ike echekwara kwa gram nke arọ.
Iji dozie nsogbu ndị a, ndị na-eme nchọpụta na-agbanwe akụkụ dị mkpa nke batrị lithium-ion iji mepụta ụdị siri ike, ma ọ bụ steeti siri ike.Ha na-edochi mmiri mmiri electrolyte n'etiti na mkpa siri ike electrolyte nke kwụsiri ike n'elu a dịgasị iche iche nke voltaji na okpomọkụ.Site na nke a siri ike electrolyte, ha na-eji a elu-ikike mma electrode na a elu-ike lithium metal negative electrode bụ nnọọ obere ọkpụrụkpụ karịa nke mbụ porous carbon oyi akwa.Mgbanwe ndị a na-enye ohere maka sel mkpokọta dị ntakịrị ka ọ na-ejigide ikike nchekwa ike ya, na-ebute njupụta ume dị elu.
Atụmatụ ndị a - nchekwa emelitere yana njupụta ume ka ukwuu- eleghị anya bụ uru abụọ a na-atụkarị anya nke batrị steeti siri ike, mana ihe ndị a niile bụ ndị a na-ele anya ma na-atụ anya ya, ọ bụghịkwa nke a ga-enweta.Ka o sina dị, ohere a nwere ọtụtụ ndị na-eme nchọpụta na-achọsi ike ịchọta ihe na atụmatụ ndị ga-emezu nkwa a.
Na-eche echiche gafere laabu
Ndị na-eme nchọpụta ewepụtala ọtụtụ ihe atụ na-akpali akpali nke yiri ihe na-ekwe nkwa na ụlọ nyocha.Mana Olivetti na Huang kwenyere na n'ihi ịdị ngwa nke ịma aka mgbanwe ihu igwe, ihe ndị ọzọ bara uru nwere ike ịdị mkpa.Anyị na-eme nchọpụta na-enwe metrik mgbe niile na ụlọ nyocha iji nyochaa ngwa na usoro enwere ike, Olivetti kwuru.Ọmụmaatụ nwere ike ịgụnye ike nchekwa ike yana ọnụego ụgwọ/nhapu.Mana ọ bụrụ na ebumnuche a bụ mmejuputa, anyị na-atụ aro ka ịgbakwunye metrik nke na-ekwu kpọmkwem maka ike ịme ngwa ngwa.
Akụrụngwa na nnweta
Na ụwa nke siri ike inorganic electrolytes, e nwere isi ihe abụọ ụdị ihe - oxides nwere oxygen na sulphides nwere sọlfọ.A na-emepụta Tantalum dị ka ihe sitere na ngwuputa nke tin na niobium.Ihe ndekọ akụkọ ihe mere eme na-egosi na mmepụta nke tantalum dị nso na ike kachasị elu karịa nke germanium n'oge a na-egwupụta tin na niobium.Ya mere, nnweta tantalum bụ ihe na-akawanye njọ maka mmụba nke mkpụrụ ndụ dabere na LLZO.
Otú ọ dị, ịmara na e nwere ihe dị n'ime ala adịghị edozi usoro ndị a chọrọ iji nweta ya n'aka ndị na-emepụta ihe.Ya mere, ndị nchọpụta nyochara ajụjụ na-esochi banyere usoro ọkọnọ nke isi ihe - Ngwuputa, nhazi, nchacha, mbufe, wdg. N'ịbụ ndị na-eche na e nwere nnukwu ọkọnọ, enwere ike ịgbasa ụdọ maka ibuga ihe ndị a ngwa ngwa iji zute ndị na-eto eto. ina maka batrị?
N'ime nyocha ihe atụ, ha lere anya n'otú usoro ọkọnọ maka germanium na tantalum ga-esi na-eto kwa afọ iji nye batrị maka ụgbọ ala eletrik 2030 a tụrụ anya ya.Dịka ọmụmaatụ, ụgbọ ala eletrik, nke a na-akpọkarị dị ka ebumnuche maka 2030, ga-achọ ịmepụta batrị zuru oke iji nye ngụkọta nke awa 100 gigawatt ume.Iji mezuo ebumnuche a, iji naanị batrị LGPS, eriri ọkọnọ germanium ga-achọ itolite site na 50% n'afọ n'afọ - ogologo oge, n'ihi na oke uto na-adị gburugburu 7% n'oge gara aga.N'iji naanị mkpụrụ ndụ LLZO, ụdọ ọkọnọ maka tantalum ga-achọ itolite ihe dịka 30% - ọnụ ọgụgụ uto nke ọma karịa akụkọ ihe mere eme nke ihe dịka 10%.
Ihe atụ ndị a na-egosi mkpa ọ dị n'ịtụle nnweta ihe onwunwe na agbụ ọkọnọ mgbe a na-enyocha ikike ịbelata ike nke electrolytes siri ike dị iche iche, Huang na-ekwu: Ọ bụrụgodị na ọnụ ọgụgụ nke ihe abụghị ihe iseokwu, dị ka ọ dị na germanium, na-eme ka ihe niile dị elu. nzọụkwụ dị n'agbụ ọkọnọ iji kwekọọ mmepụta nke ụgbọ ala eletrik n'ọdịnihu nwere ike ịchọ mmụba na-eto eto nke na-enwetụbeghị ụdị ya.
Akụrụngwa na nhazi
Ihe ọzọ ị ga-atụle mgbe ị na-enyocha ikike scalability nke nhazi batrị bụ ihe isi ike nke usoro mmepụta ihe na mmetụta ọ nwere ike inwe na ọnụ ahịa.Enwere ọtụtụ usoro nke na-etinye aka na nrụpụta batrị steeti siri ike, na ọdịda nke usoro ọ bụla na-abawanye ọnụ ahịa cell nke ọ bụla emepụtara nke ọma.
Dịka onye nnọchi anya maka nrụpụta ihe isi ike, Olivetti, Ceder na Huang nyochara mmetụta nke ọnụego ọdịda na mkpokọta ọnụ ahịa batrị steeti siri ike ahọpụtara na nchekwa data ha.N'otu ihe atụ, ha lekwasịrị anya na oxide LLZO.LLZO dị nnọọ nro na nnukwu mpempe akwụkwọ dị gịrịgịrị ka ejiri ya rụọ ọrụ dị elu batrị steeti siri ike nwere ike ịgbawa ma ọ bụ na-agbawa na okpomọkụ dị elu na-etinye aka na usoro nrụpụta.
Iji chọpụta uru ọdịda dị otú ahụ ga-eri, ha ṅomiri usoro nhazi isi anọ dị n'ịgbakọta mkpụrụ ndụ LLZO.Na usoro nke ọ bụla, ha na-agbakọ ọnụ ahịa ya dabere na mkpụrụ e chere, ya bụ nha nke mkpokọta mkpụrụ ndụ arụchara nke ọma na-enweghị ọdịda.Maka LLZO, ihe m nwetara dị ala karịa maka atụmatụ ndị ọzọ ha mụrụ;Ọzọkwa, ka mkpụrụ na-ebelata, ọnụ ahịa kwa kilowatt-hour (kWh) nke ike cell mụbara nke ukwuu.Dịka ọmụmaatụ, mgbe agbakwunyere 5% ọzọ sel na nkwụsị nke ikpo ọkụ cathode ikpeazụ, ọnụ ahịa ahụ mụbara ihe dị ka $30 / kWh - mgbanwe na-enweghị atụ na-atụle na ọnụahịa a na-anabatakarị maka sel ndị dị otú ahụ bụ $ 100 / kWh.N'ụzọ doro anya, ihe isi ike n'ichepụta nwere ike inwe mmetụta dị ukwuu na ohere nke ntinye nnukwu ihe nhazi ahụ.
Oge nzipu: Sep-09-2022