باتارېيە ئىنقىلابى: ئاليۇمىن قەغەز لىتىي باتارېيەسىنى تېخىمۇ يېنىك ۋە كۈچلۈك قىلىدۇ

تونۇشتۇرۇش

يەرشارى مىقياسىدىكى ئېلېكترونلۇق ماشىنا (EV) ، قايتا ھاسىل بولىدىغان ئېنېرگىيە ساقلاش ۋە ئېلىپ يۈرۈشكە ئەپلىك ئېلېكترون مەھسۇلاتلىرىغا يۈزلىنىش ئىلگىرى تېخىمۇ كۆپ ئېنېرگىيە يەتكۈزىدىغان ، ئېغىرلىقى تۆۋەن ۋە ئۇزۇن داۋاملىشىدىغان لىتىي ئىئونلۇق باتارېيەگە مىسلى كۆرۈلمىگەن ئېھتىياجنى قوزغىدى. كاتود خىمىيىسى ، ئانود ماتېرىيالى ۋە ئېلېكترولىتتا يېڭىلىق يارىتىشقا بەكرەك ئەھمىيەت بېرىلسىمۇ ، نامەلۇم بىر زاپچاس جىمجىت ھالدا بۇ ئىلگىرلەشلەرنى ئىلگىرى سۈرىدۇ: ئاليۇمىن ياپراقچىسى . مۇسبەت ئېلېكترود تەرەپتىكى ئاساسلىق توك يىغىش ماشىنىسى بولۇش سۈپىتى بىلەن ، ئاليۇمىن ياپراقچىسى ئۆزىنىڭ جىمجىت ئىنقىلابىنى باشتىن كەچۈرمەكتە - نېپىز ، تېخىمۇ ساپ ۋە ئىنژېنېر. بۇ ماقالە ئىلغار ئاليۇمىن ياپراقچىنىڭ لىتىي باتارېيە مەنزىرىسىنى قانداق شەكىللەندۈرىدىغانلىقى ئۈستىدە ئىزدىنىپ ، ئىقتىدارغا تەسىر يەتكۈزمەي ھۈجەيرىلەرنى تېخىمۇ يېنىك ۋە مېخانىكىلىق كۈچلۈك قىلىدۇ.

1. نېمىشقا ئاليۇمىن قەغەز ئاكتىپ ئېلېكترودنىڭ ئومۇرتقىسى

ھازىرقى يىغىپ ساقلىغۇچىلارنىڭ رولى

ھەر لىتىي ئىئون ھۈجەيرىسىدە ، نۆۋەتتىكى يىغىپ ساقلىغۇچىلار ئاكتىپ ئېلېكترود ماتېرىيالىنى ساقلايدىغان ۋە ئېلېكتروننى تاشقى توك يولىغا توشۇغۇچى ئۆتكۈزگۈچ تارماق رولىنى ئوينايدۇ. كاتود (مۇسبەت) تەرەپتە ، ئاليۇمىن ياپراقچىسى ھەممىباب تاللاش ئانود (مەنپىي) تەرەپتە ، مىس ياپقۇچ ھۆكۈمرانلىق قىلىدۇ. ئاليۇمىن ياپراقچىسى توكنى ئېلىپ يۈرۈشتىن باشقا يەنە:

• كاتودنىڭ يۇقىرى بېسىملىق ئوكسىدلىنىش مۇھىتىغا بەرداشلىق بېرىڭ (4.3-4.45 V غىچە لى / لى vs.)

• كاتود سۇلياۋ يوپۇقىنى (NMC, LFP, NCA قاتارلىقلار) باغلايدۇ.

• قايتا-قايتا توك قاچىلاش ۋە قويۇپ بېرىشتە ئۆلچەملىك مۇقىملىقنى ساقلاڭ

• ھۈجەيرىگە ئەڭ تۆۋەن پارازىت ئېغىرلىق ۋە ھەجىم قوشۇڭ

نېمىشقا ئاليۇمىن ۋە باشقا نەرسە ئەمەس؟

ئاليۇمىن تاللىنىدۇ ، چۈنكى ئۇ يوشۇرۇن كۈچى بار نېپىز ، تۇراقلىق پاسسىپ ئوكسىد قەۋىتىنى شەكىللەندۈرىدۇ. ئۇ يەنە:

• يېنىك : زىچلىقى ~ 2.70 g / cm³ ، مىسنىڭ ئۈچتىن بىرى (8.96 g / cm³)

• يۇقىرى ئۆتكۈزگۈچ : ~ 37 مىليون 700 مىڭ S / m

• مول ۋە تېجەشلىك : دۇنيا مىقياسىدا ئىشلەپچىقىرىلىدۇ

• يىغىۋېلىشقا بولىدىغان : باتارېيە ئىشلەپچىقارغۇچىلارنىڭ ئايلانما ئىقتىساد تەسەۋۋۇرىنى قوللاش

2. يىنىكرەك: نېپىز ياپراق بىۋاسىتە بىۋاسىتە ئېنېرگىيە زىچلىقىغا تەرجىمە قىلىدۇ

ئېغىرلىق ماتېماتىكا

تىپىك لىتىي ئىئون ھۈجەيرىسى ھەر بىر 10 ~ 20 مىللىگىرام كاتود ئاليۇمىن ياپراقچىسى ئىشلىتىدۇ. ئېنېرگىيە تېجەشتە تەخمىنەن 60 كىلوۋاتلىق EV ئورالمىسى ئۈچۈن ، پەقەت 6 ~ 12 كىلوگىرامغىچە ئاليۇمىن ياپراقچىسىغا تەرجىمە قىلىنىدۇ. يوپۇرماقنىڭ قېلىنلىقىنى ئادەتتىكى 16 µm دىن 12 µm ، 10 µm ، ھەتتا 8 µm غا تۆۋەنلىتىش بۇ پارازىت ئېغىرلىقنى كۆرۈنەرلىك تۆۋەنلىتىدۇ.

ئېغىرلىق تېجەشتىن تارتىپ پايدا ئېلىشقىچە

باتارېيە بوغچىسىدىن چىقىرىۋېتىلگەن ھەر كىلوگىرام ماشىنا دائىرىسى ياكى يۈك بېسىش ئىقتىدارىغا بىۋاسىتە تۆھپە قوشىدۇ. كەسىپلەرنىڭ مۆلچەرىچە ، تىپىك EV دىكى 10 كىلوگىرام ئېغىرلىقنى ئازايتىش تەخمىنەن 2-3 كىلومىتىر قوشۇمچە دائىرىنى تەمىنلەيدۇ . يوپۇقنى شالاڭلىتىش نۇرغۇن كىشىلەر ئارىسىدا پەقەت بىرلا پىشاڭ بولسىمۇ ، ئەمما ئۇنىڭ جۇغلانما ئۈنۈمى - نېپىز مىس ياپراقچىسى ، تېخىمۇ يۇقىرى نىكېل كاتود ۋە ھۈجەيرىلەردىن ئورالما لايىھىلەش بىلەن بىرلەشتۈرۈلگەن.

ھەجىم تېجەشمۇ بەك مۇھىم

نېپىز ياپقۇچ يەنە ھۈجەيرە ئىچىدىكى ئىچكى ئاۋازنى بوشىتىپ ، تېخىمۇ ئاكتىپ ئېلېكترود ماتېرىياللىرىنى ئوخشاش قۇتا ياكى سومكا ئۆلچىمىدە قاچىلىغىلى بولىدۇ. بۇ 'ئۆلۈك ھەجىم ' كېمەيتىش پىرىزما ۋە سومكا ھۈجەيرىسىدە ئالاھىدە قىممەتلىك بولۇپ ، بوشلۇقنى ئەلالاشتۇرۇش ھەر بىر ھۈجەيرىگە تېخىمۇ كۆپ Wh قا قاچىلايدۇ.

3. كۈچلۈكرەك: رېئال دۇنيا بېسىمىغا تاقابىل تۇرىدىغان قۇرۇلۇش قەغىزى

باتارېيە تاختىسىدىكى 'كۈچلۈك ' دېگەن نېمە

نېپىز بولسا ئاپتوماتىك ياخشى ئەمەس. يوپۇرماق نېپىز بولغاچقا ، مېخانىكىلىق بىر تەرەپ قىلىش تېخىمۇ قىيىنلىشىدۇ. باتارېيە دەرىجىلىك ئاليۇمىن ياپراقچىسى چوقۇم تەڭپۇڭلاشتۇرۇشى كېرەك:

• جىددىيلىشىش كۈچى - يۇقىرى سۈرئەتلىك سىر ۋە تېيىلىشتىن ساقلىنىش

• ئارام ئېلىش ۋاقتى ئۇزارتىش - شامال ۋە كالېنداردا يېرىلىشقا قارشى تۇرۇش

• تېشىلىشقا چىداملىق - ئىچكى قىسقا توك يولىنىڭ يىرىك ئېلېكترود گىرۋىكىدىن ئالدىنى ئېلىش

• تەكشىلىك ۋە دولقۇننى كونترول قىلىش - ئىشلەپچىقىرىش سۈرئىتى مىنۇتىغا 60 - 100 مېتىر ۋە ئۇنىڭدىن يۇقىرى

قېتىشما ۋە تېمپېراتۇرا قۇرۇلۇشى

زامانىۋى باتارېيە ياپراقچىسى ئادەتتە ئاساس قىلىدۇ (H18, H19, O ياكى ئالاھىدە تېمپېراتۇرا). 1xxx يۈرۈشلۈكلىرى (1060 ، 1085 ، 1090) ياكى 3xxx يۈرۈشلۈك قېتىشمىلارنى يۇمشاق تېمپېراتۇرىدا ئۆزگەرتىلگەن ئاساسلىق مېتاللورگىيە ئىستراتېگىيىسى تۆۋەندىكىلەرنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ:

• يۇقىرى ساپلىقتىكى ئاليۇمىن (≥99.85) ئۆزلۈكىدىن قويۇپ بېرىش ياكى مىكرو كالتە ئىشتان كەلتۈرۈپ چىقىرىدىغان مېتال بۇلغانمىلارنى ئەڭ تۆۋەن چەككە چۈشۈرۈش

• ئېنىق قېتىشما Fe ، Si ياكى Cu نىڭ كىچىك قوشۇلۇشى بىلەن ئۆتكۈزگۈچلۈكنى قۇربان قىلماي كۈچ تەڭشەش ئۈچۈن

• كونترول قىلىنىدىغان باغلاش - ئىنچىكە ، تەكشى دانلار ھەم تەۋرىنىش ۋە كۈچ يەتكۈزىدۇ كۆڭۈلدىكىدەك دان قۇرۇلمىسىنى ئەمەلگە ئاشۇرۇش ئۈچۈن

تېخىمۇ ياخشى ئېلېكترود يېپىشتۇرۇش ئۈچۈن يۈزەكى داۋالاش

جىسمانى جەھەتتىن كۈچلۈك يوچۇق پەقەت يېرىم ھېكايە. كاتود قەۋىتى چوقۇم نەچچە مىڭ دەۋرىيلىك بىلەن باغلىنىشى كېرەك. يۈزەكى داۋالاش ئۇسۇللىرى:

• ئېففېكتى ۋە خىمىيىلىك ئايلاندۇرۇش

• نانو قۇرۇلمىلىق سىر قەۋىتى (مەسىلەن ، ئۆتكۈزگۈچ كاربون ياكى تىتاننى ئاساس قىلغان ئۆز-ئارا ئۇلىنىش)

• يىرىك ياكى ماتا تۈگىدى

ئاليۇمىن مېتروسى بىلەن كاتود پاتقاق ئارىلىقىدىكى ئالاقىلىشىش رايونى ۋە خىمىيىلىك يېقىنلىقنى ئاشۇرۇپ ، ئايرىشنىڭ ئالدىنى ئالىدۇ - بۇ ئىقتىدارنىڭ سۇسلىشىشىدىكى ئاساسلىق سەۋەب.

4. ياخشى فولكنىڭ ئارقىسىدىكى ياسىمىچىلىق ئىنقىلابى

ئېنىق رول ۋە سىيرىلىش

قېلىنلىقى بەرداشلىق بېرىش نىسبىتى % 1 ~% 2 گىچە بولغان 8 ~ 12 مىللىمېتىرلىق ياپراقچە ئىشلەپچىقىرىش كۆپ باسقۇچلۇق سوغۇق دومىلاش ، ئىلغار ئۆلچەش كونتروللۇقى ۋە پاكىز ئۆي ئۇسلۇبىدىكى بىر تەرەپ قىلىشنى تەلەپ قىلىدۇ. ھەتتا مىكروسكوپتىك پىنخول ياكى قىر يېرىلىشمۇ ھۈجەيرە مەغلۇبىيەت نۇقتىسىغا ئايلىنىدۇ.

پاكىزلىق ۋە مۇكەممەل كونترول قىلىش

باتارېيە ياپراقچىسى ئالاھىدە پاكىزلىقنى تەلەپ قىلىدۇ. قالدۇق دومىلاش مېيى ، چاڭ-توزان زەررىچىسى ياكى يەر يۈزىدىكى ئوكسىد كەمتۈكلۈكىنى چوقۇم ئازايتىش كېرەك. ئالدىنقى قاتاردىكى ئىشلەپچىقارغۇچىلار:

• يۇقىرى ساپلىقتىكى سۈزگۈچ

• مىكروومېتىر ئېنىقلىقتىكى ئوپتىكىلىق تەكشۈرۈش

• كونترول قىلىنىدىغان ئاتموسفېرا

• سىيرىلىشتىن بۇرۇن ۋاكۇئۇم ياكى ئېنىق تازىلاش

نېمە ئۈچۈن ھۈجەيرە ياسىغۇچىلار ئۈچۈن مۇھىم

باتارېيە ئىشلەپچىقارغۇچىلارغا نىسبەتەن تېخىمۇ كۈچلۈك ۋە پاكىز ياپقۇچ دېگەنلىك:

• يۇقىرى مەھسۇلات ئېلېكترود سىرلاش جەريانىدا

• ئاز ھۈجەيرە رەت قىلىدۇ قىسقا توك يولى ياكى سىر كەمتۈكلىكى سەۋەبىدىن

• تېخىمۇ ياخشى دەۋرىيلىك ھايات ئىزچىل تۈردە توپلاش ئارقىلىق

• ئىشلەپچىقىرىش تەننەرخى تۆۋەن سۈرئەتنىڭ ئېشىشىغا ئەگىشىپ ھەر كىلوۋات سائەتنىڭ

5. قوللىنىشچان ساھەلەر ئاليۇمىن قەغەز گۈللىنىش

توكلۇق ماشىنىلار

EV ساھەسى ئەڭ چوڭ ئېشىش ھەرىكەتلەندۈرگۈچ كۈچى. ئۇزۇن مۇساپىلىك ۋە ئەرزان باھالىق EV لار ئۈچۈن يۇقىرى نىكېللىق NMC ۋە LFP ھۈجەيرىسى ئوخشاشلا نېپىز ، تېخىمۇ يۇقىرى ئىقتىدارلىق كاتود ياپقۇچقا تايىنىدۇ. بوغچا 800 V بىناكارلىق ۋە 350+ Wh / kg ھۈجەيرە نىشانىغا قاراپ ئىلگىرىلىگەندە ، ياپقۇچنىڭ سۈپىتى رىقابەت پەرقىگە ئايلىنىدۇ.

ئىستېمال ئېلېكترونلىرى

ئەقلىي ئىقتىدارلىق تېلېفون ، خاتىرە كومپيۇتېر ، تاختا كومپيۇتېر ۋە تاقىما ئۈسكۈنىلەر ئېنېرگىيە زىچلىقى ئەڭ يۇقىرى دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ھۈجەيرىلەرنى تەلەپ قىلىدۇ. بۇ يەردە ، 8-10 µm ئاليۇمىن ياپراقچىسى ئاللىقاچان ئۆلچەملىك بولۇپ ، ئىتتىرىش ئىشەنچىگە دەخلى يەتكۈزمەي تېخىمۇ نېپىز ئۆلچەمگە قاراپ داۋام قىلىدۇ.

ئېنېرگىيە ساقلاش سىستېمىسى (ESS)

LFP خىمىيەسىنى ئاساس قىلغان ئېلېكتر تورى ۋە سودا ئېنېرگىيەسىنى ساقلاش ئۇزۇن دەۋرىيلىك ۋە ھەر كىلوۋات سائەت تۆۋەن تەننەرخنى تەلەپ قىلىدۇ. ئاليۇمىن ياپراقچىسى 6000+ دەۋرىيلىك ئۆمۈرنىڭ مۇقىملىقىغا تۆھپە قوشىدۇ ، ئۇنىڭ قايتا پايدىلىنىشچانلىقى سىجىللىق ۋەزىپىسىنى قوللايدۇ.

يېڭىدىن بارلىققا كەلگەن باتارېيە تېخنىكىسى

كېيىنكى ئەۋلاد سىستېمىلار - ناترىي ئىئون باتارېيەسى ، قاتتىق ھالەتتىكى باتارېيە ۋە لىتىي گۈڭگۈرت ھۈجەيرىسى قاتارلىقلار ئاليۇمىن كاتود ئېقىمى يىغىپ ساقلىغۇچىلارنى داۋاملىق ئىشلىتىدۇ. نۇرغۇن ئەھۋاللاردا ، تەلەپ تېخىمۇ تەلەپچان بولىدۇ: قاتتىق ھالەتتىكى ھۈجەيرىلەر لامپا بېسىمى ۋە يۇقىرى تېمپېراتۇرا بىر تەرەپ قىلىشتىن ساقلىنالايدىغان ياپراققا ئېھتىياجلىق ، ناترىي ئىئون ھۈجەيرىلىرىنىڭ ئۆز بېسىمى مۇقىملىق كۆزنىكى بار.

6. سىجىللىق: يورۇقلۇق ۋە كۈچلۈك بولغان ئۈچىنچى ئۆلچەم

يەڭگىل ۋە كۈچلۈك ياپراقچە ھېكايە سىجىللىق بولمىسا تولۇق ئەمەس:

• ماتېرىيال سەرپىياتىنىڭ تۆۋەنلىشى : نېپىز ياپراقچىسى ھەر كىلوۋات سائەت ئاليۇمىن قېزىش ۋە پىششىقلاپ ئىشلەشنى كۆرسىتىدۇ

• تۆۋەن توشۇش ۋە بۇلغىما قويۇپ بېرىش : توشۇش مىقدارى ئاز ، ئېنېرگىيە ئاز ئىشلىتىلىدۇ

• تولۇق يىغىۋېلىشچانلىقى : ئاليۇمىن چەكسىز يىغىۋېلىش ھالقىسى ئارقىلىق خۇسۇسىيىتىنى ساقلاپ قالىدۇ

• يېشىل باتارېيە تەشەببۇسىغا ماسلىشىش : ياۋروپا باتارېيە نىزامى ، CBAM ۋە يىغىۋېلىنغان مەزمۇن تەلىپىنى قوللايدۇ

كاربون چېگرا بېجى ۋە باتارېيە پاسپورتى بەلگىلىمىلىرىنىڭ كۈچكە ئىگە بولۇشىغا ئەگىشىپ ، ھەتتا ياپىلاق رولنىڭ ئىسپاتلىنىشى ۋە ئىزىمۇ مۇھىم بولۇپ ، مەسئۇلىيەتچان ئاليۇمىن مەنبەسىنى ئىستراتېگىيىلىك ئەۋزەللىككە ئايلاندۇرىدۇ.

7. خىرىس ۋە ئالدىدىكى يول

تېخنىكىلىق رىقابەت

• دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ياپقۇچنى بىر تەرەپ قىلىش : 8 µm دىن تۆۋەن ، تور بىر تەرەپ قىلىش ۋە سىيرىلىش ئىنتايىن تەلەپچان بولۇپ قالىدۇ

• كۈچ بىلەن توك ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى تەڭپۇڭلاشتۇرۇش : قېتىشما قۇۋۋەتنى بەك يىراققا ئىتتىرىش ئېلېكترنىڭ ئۆتكۈزۈشچانلىقىنى تۆۋەنلىتىدۇ

• پىنخولنى كونترول قىلىش : نېپىز ئۆلچەش مىكروسكوپ كەمتۈكلۈك خەۋىپىنى ئاشۇرۇۋېتىدۇ

• يۇقىرى بېسىملىق مۇقىملىق : كاتود 4.45 V ۋە ئۇنىڭدىن يۇقىرى بولغاندا ، پاسسىپ قەۋەت چوقۇم مۇستەھكەم بولۇشى كېرەك

كېيىنكى ئون يىلدا نېمىلەرنى ساقلايدۇ

سانائەت يول خەرىتىسى:

• Sub-8 µm ياپراقچىسى ئەلا سۈپەتلىك ھۈجەيرىلەرنىڭ تۈركۈملەپ ئىشلەپچىقىرىلىشىغا كىرىدۇ

• كۈچەيتىلگەن يېپىشتۇرۇش ۋە ئىسسىقلىق باشقۇرۇش ئۈچۈن نانو قۇرۇلمىسى ۋە بىرىكمە ياپراقچىسى (مەسىلەن ، كاربون بىلەن سىرلانغان ، مىكرو شەكىللىك).

• تېخىمۇ ئەقىللىق يەر يۈزى قۇرۇلۇشى تېخىمۇ كاتولىك خىمىيىلىك دورىلارغا ماس كېلىدىغان

• تەمىنلەش زەنجىرىنى تېخىمۇ يېقىنلاشتۇرۇش يوپۇق ئىشلەپچىقارغۇچىلار ، سىر ئىشلەپچىقارغۇچىلار ۋە ھۈجەيرە ئىشلەپچىقارغۇچىلار ئوتتۇرىسىدىكى

خۇلاسە

لىتىي باتارېيە ئىنقىلابى بىر ماتېرىيالدا يۈز بەرمەيدۇ - ئۇ پۈتۈن دۆۋىلەپ يۈرمەكتە ، ئاليۇمىن ياپراقچىسى دەل ئۇنىڭ ئوتتۇرىسىدا. تېخىمۇ نېپىز بولۇش ئارقىلىق ، ئىشلەپچىقارغۇچىلار ھەر بىر ھۈجەيرىدىن قىممەتلىك گرام ۋە مىللىمېتىرنى چۈشۈرۈپ ، ئېنېرگىيەنىڭ زىچلىقى ۋە ماشىنا دائىرىسىنى بىۋاسىتە ئۆستۈرىدۇ. مېتاللورگىيەشۇناسلار ۋە ئىنژېنېرلار تېخىمۇ كۈچلۈك ئىلگىرىلەش ئارقىلىق ، بۇ دەرىجىدىن تاشقىرى نېپىز ماددىلارنىڭ يۇقىرى سۈرئەتلىك ياسىمىچىلىق ، نەچچە ئون يىللىق ۋېلىسىپىت مىنىش ۋە رېئال ئىشلىتىشتىكى ئىسسىقلىق ۋە مېخانىكىلىق بېسىمدىن ساقلىنىشىغا كاپالەتلىك قىلىدۇ.

ماشىنا ئىشلەپچىقارغۇچىلار ، باتارېيە ئىشلەپچىقارغۇچىلار ۋە ئىستېمالچىلارغا نىسبەتەن بۇ ئۇچۇر ئېنىق: تېخىمۇ يېنىك ، تېخىمۇ بىخەتەر ۋە تېخىمۇ كۈچلۈك باتارېيەدە سەكرەش ئاليۇمىن ياپراقچىسى ئاساسىدا ياسىلىدۇ ، ئەمما سىز ھەر قېتىم يىراققا ماڭغاندا ، تېز توك قاچىلىسىڭىز ۋە ئەتراپىڭىزدىكى ئېنېرگىيەگە تايىنىسىز. ئاليۇمىن ياپراقچىسى ئىنقىلابى ئاللىقاچان ئېلىپ بېرىلىۋاتقان بولۇپ ، ئۇ كەلگۈسىدىكى باتارېيەنى ئىلگىرىكىگە قارىغاندا تېخىمۇ يېنىك ، تېخىمۇ كۈچلۈك ۋە تېخىمۇ سىجىل قىلىدۇ.