Materiyalka ah ee ku jiraa pureedka ah ee battery lithium ion, waxa ay ku sameyn doontaa?

Kor u saarista asta xirmaadka midabka ee firfircoonida keeda

Midabka keeda waa qod xiran oo muhim in la qiimiyo qiimaha ay liitoom-ayoon baatariyaha (lithium-ion batteries) ku dhex jirto, gaar ahaan marka la soo gaaro asta xirmaadka iyo fudumaysiga. Dayactirka ayaa muujinaysa in kaasigii sare ee joogta nidaamka gees ah ay kordhi kara asta xirmada lagu bilaabo baatariyaha. Tan waxaa sameeya midabka keeda ee firfircoona iyaga si loo kordho ugheli kara isbeddelidda ugu eg ay leedahay charrada iyo dhaqshada, taasoo dhalinaya nidaamka baatariyaha ee asta xirmaadka fudumeysan. Shirkhoyinka dambe ka tirsan Phylion waxay isticmaaleen nidaamka geeska sare, waana helaya korusho la xiriira asta xirmaadka iyo fudumaysiga baatariyaha, waxaadna dhigday marti saxda ah oo dhan ku yaabsan inay siiyaan baatariyaha lithium-ion oo sare.

Ka buurinta arragtiyada lagama filno

Kala sookhinta ee lithium-ion waxay ka caawi karaa in lagu garanayo awooddu wada tago dhamaad. Kala sookhintan waxay hor tagaysaa in la qarxaynayo iyo ugu daadiyaa xawaaridda, oo looguna talagalay dhibaatooyinka jirka batarriyaha. Tiroda gudbinta ayaa muujinaya in nidaamka badan ee falshada ayaa soo jeedda midabka hoose ee kala sookhin ah iyaga oo kale ee isticmaalka midabka sare, taas oo muujinaya muhiimadda in lagu eego standartida kala sookhin. Midabka saynisiga ee ammaanka ee define-er ku xusan kala sookhin si loogu hortagoo degradaation risks, iyadoo la iskugu ororinayo batarriyaha iyo arrintiisa. Ikhnaqaanshada adeegsiga saxda ah ee qiimaha, sida Phylion ayaa muujinaya, waxay ka caawinaa in la goynayo degradaation iyo korosha awoodda batarriyaha.

Dheerera cabbeynta halka laa kaydiyo jiid

Materiaalyo oo khali u ah ay si gof leh uga gaaban doontaa dhererka waqti ee baatariyaha Lithium-ion. Xogta lacag la'aanta ah ay tustaa in kordhinta ama komponenta khali ah ay si gof leh uga gaabanayso dhererka waqti, taas oo xadid ahaan leh wax soo saarista iqtisaadi ee jirrada khazna ee jiid. Tusaale ahaan, Phylionsi hawlalka qaadashada materiaaloyinka ee asalka ah waxay muuqdaa inay mid tahay oo ay siiyaan dhererka waqti iyo khazniska nijaad ee awood loo yaqaan. Baatariyada dheriggeliga ah waxay ka caawinaya in lagu hesho faa'iidada iqtisaadi iyo durdurka dherigga ah oo ku xusan ardeynta adoo kala bixiyay labaad iyo xuquuqda. Adoo la xidhay khaliyaadka, abshirarka ay suurtagalaa in ay si tarti ah uga khabsado jirradooda ee khazna ee jiid iyo ardeynimada.

Anoodiyada grafit: Khaliyaadka ee joogtuna waa laylay inta laga gudbiyaa lithimu

Anooduhu ee grafi ayaa leeyihiinaa in la xidha bateriyada lithium-ion iyaga oo ku caawinaya in la soo saaro litium, kaas oo gooni badan u muujiyaa qaabka iyo awooda bateriyeedka. Arrimaha ee grafi ee loo isticmaala anooduhu wuxuu kala duwan yahay heerarka litium ee la soo saarayo, sidaas darteed waxay kala duwan yihiin waqtiga lagu socda iyo dhererka dembiga bateriyeedka. Anooduhu ee grafiynta arrimaha sare ayaa leeyihiinaa awood farxad leh, kaas oo helitaanka daqiiqo kordhinta socodka iyo dhererka dembiga bateriyeedka. Tusaale ahaan, warbixiyada muujiya in anooduhu ee qabiilka sare oo dhan kordhi doontaa waqtiga socodka ilaa 20% iyo si kastaba ha ahaatee dhererka dembiga bateriyeedka. Aragtiyada dhawaan ee grafiynta waxaa muujiya ilaaliso oo horayd oo leh teknoolojiyaasha caasig ah ee la isticmaali jiray in la gaabato heerarka arrimaha sare. Tillaabtan waa muhim in la kor ugu wano heerka arrimaha grafiynta waxbarashada ay keliya uga faa'iidaysta awooda iyo qaabka bateriyeedka.

Staabilita elektirooliit: Calaamadaha liitium ee ultra-refined

Talaabada elektiroli ayaa meel ugu dhexgala in la ilaaliyo ammaan iyo arridaha liitium-ay ionka, waxaana liitium sare oo ka qorxay isticamaal u leeyahay in la helayo talaabtan. Liitium sare oo xoog leh ayaa ka dhiman karaa reyshinkii keemikaalka aan la baahaneyn ee gudaha battiriyadda, kaas oo si gaar ah u xadida ammaanka dhibaatada iyo korosha ammaanka guud. Warbixiinta Barka Elektirokimiga ee adeegsaday 30% ka qaadista dhibaatooyinka dhalashada gudaha battiriyadii ee loo isticmaalayo liitium sare oo ka qorxay. Shirkadaha weyn oo ah Albemarle iyo Livent ayaa ku jiraan dadka badan ee soo saaraya liitium sare oo kale ah oo leeyahay arrid iyo ammaan arridu. Aragtida tan oo kaliya ayaa ka caawinaya ammaanka battiriyadda laakiin sidoo kale ayaa sii koroshiya dheerka iyo arridaha battiriyadda adigoo isticmaalaya talaabada keemikaalka sare.

Maddooyinka cathode: Xisaabinta nisbadaha nickel, cobalt, iyo manganese

Mabaarikada kaatood ee jirka ah waxay u gaarileysaa qiimaha batarriyadaha ay liiyeen-ayyo, xitaa sidii xawaalkeenna saxda ah ee qaybinta nikkil, kobaalt iyo maanganees ayaa weyn. Mabaarikani waa inay soo saaray dhaqanka batarriyaduhu, taageerida iyo muddada uu doorbiday. Warwareysta waxay muujiyaa in la isku dayo qaybintan ay furi karaa bartilmaameyn leeyahood iyo qiimaha batarriyaduhu. Tusaale ahaan, waxaa lagu caday ciyaarta la mid yidhaahdo ayaa waxaa lagu filay dhaqankan batarriyaduhu ilaa 30% haddana la boostaro dhaqankiisu. Laakiin, socodka mabaarikan ee hal wayci ayaa leh ballaaran magaaliga dhibaatooyinka geedkood iyo arrimaha gudaha. Iridda oo dhan, in la isku dayo iyo socodka hal wayci ee mabaariktan ee jirka ah ayaa ah weydiimada si looga hesho daloolinta caasimada batarriyadaha iyo isku daynta qiimaha sabbakalka energiga.

Helitaanka Soodka Energi Solar ee Fiican

Baatariyadaha Lithium-ion waa meel kasta oo ka mid ah xajminta nidaamka soontida, waxay bixisaa arrintiisa iyo qaadada in la helo nidaamka u cad amaalka. Waa loogu yeera dhibaatooyinka ee soo saaraya baatariyadahan markii ay isticmaalaan nidaamka soontida si ay uga badbaadiyaan jirrada oo soo saaraya gudaha dareenka ah si ay u noqdo in la helo warshada dhabta ah intii dareenka la'aanta iyo maalintii la' aan. Tusaale ahaan, waxay isticmaaleyn ku habboon ee baatariyadahan waxay kordhayaan qiimaha arrintiisa, taasoo muuqda in ay isku dayaan nidaamka weyn ee soontida. Ka sheeg tusaale kale ee waafaqsanaa, sida Kharashka Horland ee Australia ama dib-u-galka Tesla ee Kauai ee Hawaii, waxay muujiyeen arrimaha iyo ammaanka ugu horreysay sababtoo ah baatariyadaha ugu horreysay ee ay isticmaalay. Hadda, gobollada duniyada guddiya ayaa sii socota xukuumiyada ee dagaalaya innoobashada ee teknolojiya baatariyadaha si ay u hoordeeyaan isticmaalka nidaamka u cad amaalka, taasoo muujinaya ballaca la xajjeeya ee soo jeedda nidaamka u oggol yahay.

Powering Reliable Home Battery Backup Systems

Nidaamka baatariyada ee guriga waxay ka faa'iidayn kartaa midabka weyn ee shimo, oo ku xiran in ay ugu jirto dhibaatooyinka la aqbalin karo. Nidaamkan waxay bixisaa arrimaha guriga arrimaha, laguna heli karo shaqooyinka muhiimka ah markii shidhka dhici lahaa. Feedback-ga cusbo iyo suurveys-ka qabiilka badan waxay muujinaysaa xunahooda iyaga soo jeedda midabka baatariyada iyo qiimaha dhaafsan. Maalgalka soo seerida adeegga kharafka ee guriga waxay sii joogtay, lagama reebyeyna teknolojiyaasha cusub iyo rogaynta dhammaadka ah ee nidaamka kharafka oo si toos ah u leeyahay. Helitaanka midabka weyn ee shimo waa meesha ugu sarreysa ee lacagta soo seerida kan, waxay bixisaa chumaran iyo arrimaha caawinaadka ah ee ka tirsan marka loola baahan yahay.

Taageerista Integreeshonka Renewable ee Qaabka Shidhka

Tecnologiyyada baatariyaha Lithium-ion ayaa caqabinta u qabanayaa dhexdheeda ee salka joogto ah oo leh gudbinta jiidada, waxayna saahlan kartaa beddelida nidaamka iyo in la socdo korka guud. Dhexdheeda ama gaarumaha geesyiyeenka sare ee muwandhanyadii waxay kordhin kartaa fududalinta iyo ammaanka, taasoo muhim u ah siyaasadda badan. Tusaale ahaan, xogta ayaa sheegaya horumarinta mashaquulka nidaamka saxdaalka ee jiidada marka lagu isticmaalayo muwandhanyo oo leh jirrad weyn. Hadda ka soo qoran, tijaabiyooyinka ee loo baahan yahay nidaamka saxdaalka ee jiidada ayaa sheegaya kor ugu badan, taasoo noqonaya doodaabka xoogga ee caado-dhismeedka ah. Iyadoo la isticmalo muwandhanyadii geesyiyeenka sare, waxaad kala socon kartaa dhibaatooyinkan, waxaad taagantahay beddelida nidaamka si ay ugu horreyn karto jiidada in ay tahroorin oo leh ammaan, taasoo muhim u ah siyaasadda diidka iyo ammaanka ee berri.

Kala soo faraqa carruurta ku yaabsan Raman Spectroscopy

Raman spectroscopy waxay ku noqotay u xoog leh in la awoodo xilalaha nanoscale ee ku jira bateriye-inka qaadka. Waxaa tecnoolojiyedkaan ka tusaale in la helo hababka vibrational iyo rotational, gaar ahaan degmada wavenumber yar, taadana muhiim ugu yahay in la qiimeeyo qaadka. Tusaale ahaan, waxaa lagu adeegsadaa foomiyaha anode iyo cathode ee bateriyada, sida la arki kara in ay track garaynaya badalada gudbinta lithium cobalt oxide ee dhexdooda cagaaqa charge-discharge (Journal of Medicinal Food). Dib-u-degaanshadii waad ku xusan tahay sensitivtydiisa ilaa impurities ee lithium, oo aan u heleysa caddeynka loo baahan yahay in ay bateriyadu awood u leeyihiin. Tecnoolojiyedkan waxay si toos ah u hor tagaysa, waxay beddelweyn kala soo saarnaa hoowiyaasha joogtada iyo aan u caawinaan manufacturers in ay ilaaliyaan standartida kharashka.

Qaabka Gudbiynta Qaabka Battery-Grade Compounds

Qaabka sameedka ee kombooniyaasha kale ee batarriyadu wuxuu laa wanaagsan yahay, waxaana jiraa dhibaatooyin xun oo badan oo leh suurtogalnimada in ay saameyn u yeelan tahdida iyo qiimaha. Mawqooyinka arrinteedu leeyihiinna waa kaasoo ah elementeera dhidis iyo oxideyaasha kor ugu horreysa ee loo baahan yahay si loo sameyo batarriyada. Warbixiiga EE U.S. Department of Energy waxay muujisaa in labaadkani waxba ku kici kara tahdidka, kaas oo kor u dhigaya qiimaha shirkadda (Journal of Renewable and Sustainable Energy). Hadda shirkadaha waxaa lagaa soo bandhigaa xalaalidda, sida in la isku beddelo bogagga iyo in la investegoo infrastrukturarka qaar ka mid ah ee qaabka sameedka. Kooordinashuna ee dakhliga iyo gudoomiyada waa kaasoo muhim ah ee leh suurtogalnimada in ay si toos ah ugu soo xalliso diillada, kaas oo garanaya qaabka sameedka caafimaadkeeda.

Tirosha Arrinteedka

Tirodhiga arraagga loo baahanayo ee batarriyadaha Lithium-ion ayaa lagu cadayn yahay in ay ka wadaajisan yihiin nolosha iyo xisaabta, waxayna keenaysaa dhibaatooyin ammaan iyo iqtisaadi ah. Dheerka caabudka ugu badan waa in ay kordhiso goobtan oo leh guurka dhismeedda iyo kharashaarrada jiritaanka. Warbixiyada sugtiyay in tirodhigii ay ka kooban yihiin hogaanshaha arridaha ee loogu yeero (Environmental Science & Technology). Hababka saynisayaasha la socota ayaa lagu talagalay in lagu xadido arraagga tan, sidaa darteed in la isticmaalayo solvents greenery iyo ku dar istaagga taalalka dibedda ah ee arraagga. Qaab-dhismeedkan ayaa lacagta qarin kalsoonidoo sheegaya, sidoo kale waayihii iska mid ah ee ugu ballaanaya in ay noqdo malaga siyaasadda dadweynaha, muhim in lagu kala sooriyo tacsiinta ecologica ee arraagga dhismeedda.

Dib-u-cirka caddaalada

Ku dhisnimo iyo dib u soo saaridda lithum iyo kobalt waa xubin leh in la sameeyo dhaqanaha ee jajabka. Qaabkan waxay ogolaan karaa in ay dib u hesho meelaha muhiimka ah, ka caawinaa in ay badbaado meelaha maadada, oo kala jarida in ay isticmaalaan tirooyinka ugu horreysa ee arrimaha. Tumaheedda hadda waxay muujin karaa arrimuhu ee caasiga ah ee lagu heli karo lithum iyo kobalt oo aan la jarriyo naxariista. Tusaale ahaan, qaab-dhismeedda ee kimikalka bulshada (hydrometallurgical) iyo qaab-dhismeedda gudbanida (pyrometallurgical) waxay ka turbeen jiray dadka kor ku xusan. Charkhadhiska xakamaynta iyo kumeelka turjumaadda, sida uu taageeray Jamhuuriyadda Iwrop iyo shirkadaha sida Cidunka Batarriyadda Dib Usoosaarida (Global Battery Alliance), waxay mid noqon karaa in la taageero dib u soo saaridda, iyagoo raadista in la gaadiyo nidaamka dib u soo saarida iyo kala jarida dhakhanka ee ammaanka. Meeleyntan waa muhim in la socdo in la kululeeyo nidaamka waayaha ee dhaqan leh.

Arrimaha beddelka ee kala jarida in ay isticmaalaa arrimaha rare-earth

Waa muhim in la helo dhammaystoo kala duwan oo leh guddoomiyada soo socda ee la isticmaayo qaybteeda baatariyaha hore, si ay uga yáarayd sida loogu yeero elementeeda rare-earth. Dhalinyayaasha waxaa lagaa raadinaa jiray beddelooyinka kale ee ah sodium-ion, magnesium-ion, iyo lithium-iron-phosphate batteries, kaas oo leh habka la xiriira in la sameeyo suulid awood. Beddelooyinkan waxay bixisaa wixii loo yaqaan in ay sameeyaan ku dhawan yahay awood la badalayo oo aan lahaayn dadka iyo arrimaha aan lahayn natiijada loo naga faa'iidayaa rare-earth minerals. Wargelitaanka waxaa sheegay in dhammaystooyinka kale waxay samaysaa in ay baatariyaasha ka tustaan iyo in ay sameeyaan habkani oo ay kala soocdaan xawaaladaha. Qudbadda gaadiidka waxaa sheegay in ay hor tagto beddelooyinka kale, taas oo kaliya u dhex gali karaa in ay baatariyaasha la sameeyo ay noqon karto in ay tahay iyo in ay caawimaad leedahay, waxayna kor ugu deeqeysaa awooda geedka badweynta.

Next-gen solid-state battery requirements

Baatariyada jilbixda waxay muuqdaan isbeddalka sarreeya ee qorsheeda xadgudka arrimaha, laguna sameeyo horumarinta shuruudaha tayidaha tekinoolojiga. Baatariyadani ayaa u baahan yihiin arrimaha caalami leh si loo xaqiijo awooda iyo aan waligood ka dhamaystirno, sababtoo ah elektirooliyadkooda jilbixday ma aadan in la kala jaray ama in la soo socdo midab laakin waxay ka weyn yihiin shaashadda. Markii baathooyinka ee waxay kordhin, gaadhitaanka iyo in la ilaaliyo caalamiyaarrimuhu wuxuu noqon yahay mushkil badan. Si kastoo, isbeddelka teknoolojiga jilbixda waxay leeyihi doonaan ballan laakiin oo sidoo kale farsamo. Sidoo kale, baatariyada jilbixda waxay uga yeelan kartaa turjumaadka arrimaha iyo horumarinta farsamada caabbudka ee gudaha iyo alaabta elektronikeyda laa ilmaan karo.