ບັນທຶກຂອງບັນນາທິການ: ເຕັກໂນໂລຢີໄຟຟ້າແມ່ນອະນາຄົດຂອງແຜ່ນດິນໂລກສີຂຽວ, ແລະເຕັກໂນໂລຢີຫມໍ້ໄຟແມ່ນພື້ນຖານຂອງເຕັກໂນໂລຢີໄຟຟ້າແລະກຸນແຈເພື່ອຈໍາກັດການພັດທະນາຂະຫນາດໃຫຍ່ຂອງເຕັກໂນໂລຢີໄຟຟ້າ. ເຕັກໂນໂລຊີຫມໍ້ໄຟໃນປະຈຸບັນຕົ້ນຕໍແມ່ນຫມໍ້ໄຟ lithium-ion, ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ດີແລະປະສິດທິພາບສູງ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, lithium ເປັນອົງປະກອບທີ່ຫາຍາກທີ່ມີຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສູງແລະຊັບພະຍາກອນຈໍາກັດ. ໃນເວລາດຽວກັນ, ເມື່ອການນໍາໃຊ້ແຫຼ່ງພະລັງງານທົດແທນເພີ່ມຂຶ້ນ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ແມ່ນບໍ່ພຽງພໍອີກຕໍ່ໄປ. ຕອບສະຫນອງແນວໃດ? Mayank Jain ໄດ້ເອົາຫຼັກຊັບຂອງເທກໂນໂລຍີຫມໍ້ໄຟບາງຢ່າງທີ່ອາດຈະຖືກນໍາໃຊ້ໃນອະນາຄົດ. ບົດຄວາມຕົ້ນສະບັບໄດ້ຖືກຈັດພີມມາໃນຂະຫນາດກາງທີ່ມີຫົວຂໍ້: ອະນາຄົດຂອງເຕັກໂນໂລຊີຫມໍ້ໄຟ
ແຜ່ນດິນໂລກເຕັມໄປດ້ວຍພະລັງງານ, ແລະພວກເຮົາກຳລັງເຮັດທຸກສິ່ງທຸກຢ່າງທີ່ພວກເຮົາສາມາດຈັບເອົາ ແລະນຳໃຊ້ພະລັງງານນັ້ນໄດ້ດີ. ເຖິງແມ່ນວ່າພວກເຮົາໄດ້ເຮັດວຽກທີ່ດີກວ່າໃນການຫັນປ່ຽນໄປສູ່ພະລັງງານທົດແທນ, ພວກເຮົາບໍ່ມີຄວາມຄືບຫນ້າຫຼາຍໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານ.
ໃນປັດຈຸບັນ, ມາດຕະຖານສູງສຸດຂອງເຕັກໂນໂລຊີຫມໍ້ໄຟແມ່ນຫມໍ້ໄຟ lithium-ion. ແບດເຕີລີ່ນີ້ເບິ່ງຄືວ່າມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ດີທີ່ສຸດ, ປະສິດທິພາບສູງ (ປະມານ 99%), ແລະຊີວິດຍາວ.
ດັ່ງນັ້ນສິ່ງທີ່ຜິດພາດ? ໃນຂະນະທີ່ພະລັງງານທົດແທນທີ່ພວກເຮົາເກັບໄດ້ສືບຕໍ່ຂະຫຍາຍຕົວ, ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ແມ່ນບໍ່ພຽງພໍອີກຕໍ່ໄປ.
ເນື່ອງຈາກພວກເຮົາສາມາດສືບຕໍ່ຜະລິດແບດເຕີລີ່ເປັນຊຸດ, ນີ້ເບິ່ງຄືວ່າບໍ່ແມ່ນເລື່ອງໃຫຍ່, ແຕ່ບັນຫາແມ່ນວ່າ lithium ເປັນໂລຫະທີ່ຂ້ອນຂ້າງຫາຍາກ, ສະນັ້ນຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຂອງມັນບໍ່ໄດ້ຕໍ່າ. ເຖິງແມ່ນວ່າຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນການຜະລິດຫມໍ້ໄຟແມ່ນຫຼຸດລົງ, ຄວາມຕ້ອງການສໍາລັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານຍັງເພີ່ມຂຶ້ນຢ່າງໄວວາ.
ພວກເຮົາໄດ້ບັນລຸຈຸດທີ່ເມື່ອຫມໍ້ໄຟ lithium ion ຖືກຜະລິດ, ມັນຈະມີຜົນກະທົບຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຕໍ່ອຸດສາຫະກໍາພະລັງງານ.
ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງນໍ້າມັນເຊື້ອໄຟແມ່ນຄວາມຈິງ, ແລະນີ້ແມ່ນປັດໃຈທີ່ມີອິດທິພົນອັນໃຫຍ່ຫຼວງທີ່ຂັດຂວາງການຫັນປ່ຽນໄປສູ່ການເພິ່ງພາອາໄສທັງຫມົດຂອງພະລັງງານທົດແທນ. ພວກເຮົາຕ້ອງການຫມໍ້ໄຟທີ່ປ່ອຍພະລັງງານຫຼາຍກ່ວານ້ໍາຫນັກຂອງພວກເຮົາ.
ວິທີການເຮັດວຽກຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium-ion
ກົນໄກການເຮັດວຽກຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium ແມ່ນຄ້າຍຄືກັນກັບແບດເຕີຣີ້ເຄມີ AA ຫຼື AAA ທົ່ວໄປ. ພວກເຂົາເຈົ້າມີ anode ແລະ cathode terminals, ແລະ electrolyte ໃນລະຫວ່າງ. ບໍ່ເຫມືອນກັບແບດເຕີລີ່ທໍາມະດາ, ປະຕິກິລິຍາການໄຫຼໃນຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ແມ່ນສາມາດປີ້ນກັບກັນໄດ້, ດັ່ງນັ້ນແບດເຕີລີ່ສາມາດຖືກສາກໃຫມ່ອີກຄັ້ງ.
cathode (+ terminal) ແມ່ນເຮັດດ້ວຍ lithium iron phosphate, anode (-terminal) ແມ່ນເຮັດດ້ວຍ graphite, ແລະ graphite ແມ່ນເຮັດດ້ວຍກາກບອນ. ໄຟຟ້າແມ່ນພຽງແຕ່ການໄຫຼຂອງເອເລັກໂຕຣນິກ. ແບດເຕີຣີ້ເຫຼົ່ານີ້ຜະລິດໄຟຟ້າໂດຍການຍ້າຍ lithium ions ລະຫວ່າງ anode ແລະ cathode.
ເມື່ອສາກໄຟແລ້ວ, ໄອອອນຈະຍ້າຍໄປທີ່ອາໂນດ, ແລະເມື່ອຖືກປ່ອຍອອກ, ໄອອອນຈະແລ່ນໄປຫາຄາໂທດ.
ການເຄື່ອນໄຫວຂອງ ions ນີ້ເຮັດໃຫ້ເກີດການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກໃນວົງຈອນ, ດັ່ງນັ້ນການເຄື່ອນໄຫວຂອງ lithium ion ແລະການເຄື່ອນໄຫວຂອງເອເລັກໂຕຣນິກແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງ.
ຫມໍ້ໄຟຊິລິໂຄນ anode
ບໍລິສັດລົດໃຫຍ່ຈໍານວນຫຼາຍເຊັ່ນ BMW ໄດ້ລົງທຶນໃນການພັດທະນາຫມໍ້ໄຟ silicon anode. ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ທໍາມະດາ, ແບດເຕີຣີ້ເຫຼົ່ານີ້ໃຊ້ anodes lithium, ແຕ່ແທນທີ່ຈະເປັນ anodes ທີ່ມີຄາບອນ, ພວກມັນໃຊ້ຊິລິໂຄນ.
ໃນຖານະເປັນ anode, ຊິລິໂຄນແມ່ນດີກ່ວາ graphite ເນື່ອງຈາກວ່າມັນຕ້ອງການ 4 ປະລໍາມະນູກາກບອນເພື່ອຖື lithium, ແລະ 1 ປະລໍາມະນູຊິລິຄອນສາມາດຖື 4 lithium ion. ນີ້ແມ່ນການປັບປຸງທີ່ສໍາຄັນ ... ເຮັດໃຫ້ຊິລິໂຄນເຂັ້ມແຂງກ່ວາ 3 ເທົ່າ graphite.
ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ການນໍາໃຊ້ຂອງ lithium ຍັງເປັນ sword ສອງຄົມ. ວັດສະດຸນີ້ຍັງມີລາຄາແພງ, ແຕ່ມັນຍັງງ່າຍຕໍ່ການໂອນສະຖານທີ່ການຜະລິດໄປສູ່ຈຸລັງຊິລິໂຄນ. ຖ້າແບດເຕີລີ່ແຕກຕ່າງກັນຫມົດ, ໂຮງງານຈະຕ້ອງໄດ້ຮັບການອອກແບບໃຫມ່ຢ່າງສົມບູນ, ເຊິ່ງຈະເຮັດໃຫ້ຄວາມດຶງດູດຂອງການສະຫຼັບຫຼຸດລົງເລັກນ້ອຍ.
Silicon anodes ແມ່ນເຮັດໂດຍການປິ່ນປົວດິນຊາຍເພື່ອຜະລິດຊິລິໂຄນບໍລິສຸດ, ແຕ່ບັນຫາທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດທີ່ນັກຄົ້ນຄວ້າປະເຊີນຢູ່ໃນປັດຈຸບັນແມ່ນວ່າຊິລິໂຄນ anodes ບວມເມື່ອນໍາໃຊ້. ອັນນີ້ສາມາດເຮັດໃຫ້ແບັດເຕີຣີເສື່ອມໄວເກີນໄປ. ມັນຍັງມີຄວາມຫຍຸ້ງຍາກໃນການຜະລິດ anodes.
ແບັດເຕີຣີ Graphene
Graphene ແມ່ນປະເພດຂອງກາກບອນ flake ທີ່ໃຊ້ວັດສະດຸດຽວກັນກັບ pencil, ແຕ່ມັນໃຊ້ເວລາຫຼາຍໃນການຕິດ graphite ກັບ flakes ໄດ້. Graphene ໄດ້ຮັບການຍົກຍ້ອງສໍາລັບການປະຕິບັດທີ່ດີເລີດຂອງມັນໃນຫຼາຍໆກໍລະນີທີ່ໃຊ້, ແລະແບດເຕີຣີແມ່ນຫນຶ່ງໃນພວກມັນ.
ບາງບໍລິສັດກໍາລັງເຮັດວຽກກ່ຽວກັບແບດເຕີຣີ້ graphene ທີ່ສາມາດສາກໄຟໄດ້ເຕັມທີ່ໃນນາທີແລະປ່ອຍອອກໄດ້ໄວກວ່າຫມໍ້ໄຟ lithium-ion 33 ເທົ່າ. ນີ້ແມ່ນມີຄຸນຄ່າຫຼາຍສໍາລັບຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ.
ຫມໍ້ໄຟໂຟມ
ໃນປັດຈຸບັນ, ຫມໍ້ໄຟແບບດັ້ງເດີມແມ່ນສອງມິຕິ. ພວກມັນຖືກວາງຊ້ອນກັນຄືກັບແບດເຕີລີ່ lithium ຫຼືມ້ວນຄືກັບຫມໍ້ໄຟ AA ຫຼື lithium-ion ທົ່ວໄປ.
ແບດເຕີລີ່ໂຟມແມ່ນແນວຄວາມຄິດໃຫມ່ທີ່ກ່ຽວຂ້ອງກັບການເຄື່ອນໄຫວຂອງຄ່າໄຟຟ້າໃນພື້ນທີ່ 3D.
ໂຄງສ້າງ 3 ມິຕິນີ້ສາມາດເລັ່ງເວລາສາກໄຟແລະເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນຄຸນນະພາບທີ່ສໍາຄັນຂອງຫມໍ້ໄຟ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບແບດເຕີຣີ້ອື່ນໆສ່ວນໃຫຍ່, ແບດເຕີຣີໂຟມບໍ່ມີ electrolytes ຂອງແຫຼວທີ່ເປັນອັນຕະລາຍ.
ຫມໍ້ໄຟໂຟມໃຊ້ electrolytes ແຂງແທນທີ່ຈະເປັນ electrolytes ແຫຼວ. electrolyte ນີ້ບໍ່ພຽງແຕ່ດໍາເນີນການ lithium ions, ແຕ່ຍັງ insulates ອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກອື່ນໆ.
anode ທີ່ເກັບຄ່າລົບຂອງຫມໍ້ໄຟແມ່ນເຮັດດ້ວຍທອງແດງ foamed ແລະເຄືອບດ້ວຍວັດສະດຸທີ່ໃຊ້ວຽກທີ່ຕ້ອງການ.
ຫຼັງຈາກນັ້ນ, electrolyte ແຂງແມ່ນຖືກນໍາໃຊ້ປະມານ anode.
ສຸດທ້າຍ, ອັນທີ່ເອີ້ນວ່າ "ການວາງບວກ" ແມ່ນໃຊ້ເພື່ອຕື່ມຊ່ອງຫວ່າງພາຍໃນຫມໍ້ໄຟ.
ແບດເຕີຣີ້ອາລູມີນຽມ Oxide
ຫມໍ້ໄຟເຫຼົ່ານີ້ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານທີ່ໃຫຍ່ທີ່ສຸດຂອງຫມໍ້ໄຟໃດໆ. ພະລັງງານຂອງມັນແມ່ນມີອໍານາດຫຼາຍກວ່າແລະເບົາກວ່າຫມໍ້ໄຟ lithium-ion ໃນປັດຈຸບັນ. ບາງຄົນອ້າງວ່າແບດເຕີຣີເຫຼົ່ານີ້ສາມາດສະຫນອງຍານພາຫະນະໄຟຟ້າໄດ້ 2,000 ກິໂລແມັດ. ແນວຄວາມຄິດນີ້ແມ່ນຫຍັງ? ສໍາລັບການອ້າງອິງ, ຊ່ວງເຮືອສູງສຸດຂອງ Tesla ແມ່ນປະມານ 600 ກິໂລແມັດ.
ບັນຫາກັບແບດເຕີຣີເຫຼົ່ານີ້ແມ່ນວ່າພວກເຂົາບໍ່ສາມາດສາກໄຟໄດ້. ພວກເຂົາເຈົ້າຜະລິດອາລູມິນຽມ hydroxide ແລະປ່ອຍພະລັງງານໂດຍຜ່ານປະຕິກິລິຍາຂອງອາລູມິນຽມແລະອົກຊີເຈນໃນ electrolyte ນ້ໍາ. ການນໍາໃຊ້ແບດເຕີລີ່ບໍລິໂພກອາລູມິນຽມເປັນ anode.
ຫມໍ້ໄຟໂຊດຽມ
ໃນປັດຈຸບັນ, ນັກວິທະຍາສາດຍີ່ປຸ່ນກໍາລັງເຮັດວຽກກ່ຽວກັບການສ້າງຫມໍ້ໄຟທີ່ໃຊ້ໂຊດຽມແທນທີ່ຈະເປັນ lithium.
ນີ້ຈະເປັນການລົບກວນ, ເນື່ອງຈາກວ່າຫມໍ້ໄຟໂຊດຽມແມ່ນທິດສະດີ 7 ເທົ່າປະສິດທິພາບຫຼາຍກ່ວາຫມໍ້ໄຟ lithium. ປະໂຫຍດອັນໃຫຍ່ຫຼວງອີກອັນຫນຶ່ງແມ່ນວ່າໂຊດຽມແມ່ນອົງປະກອບທີ່ອຸດົມສົມບູນອັນດັບທີ 6 ໃນສະຫງວນຂອງໂລກ, ເມື່ອປຽບທຽບກັບ lithium, ເຊິ່ງເປັນອົງປະກອບທີ່ຫາຍາກ.
ເວລາປະກາດ: ວັນທີ 02-02-2019