Ceallraí Li-ian
Ábhar
Is cineál ceallraí litiam é ceallraí ian litiam nó ceallraí ian litiam
Teicneolaíochtaí atá ag teacht chun cinn maidir le r-soghluaisteacht
Fóin chliste, ceamaraí ar bord, drones, uirlisí cumhachta, gluaisrothair leictreacha, scútair ... tá cadhnraí litiam uileláithreach inár saol laethúil inniu agus tá go leor úsáidí athraithe acu. Ach cad a thugann siad i ndáiríre agus an féidir leo teacht chun cinn fós?
Scéal
Ba sna 1970idí a thug Stanley Whittingham an ceallraí litiam-ian isteach. Leanfaidh John B. Goodenough agus Akiro Yoshino le hobair an dara ceann i 1986. Ní go dtí 1991 a sheol Sony an chéad cheallraí dá leithéid ar an margadh agus chuir sé tús le réabhlóid theicneolaíoch. In 2019, bronnadh an Duais Nobel sa Cheimic ar thrí chomh-aireagóir.
Conas a oibríonn sé?
Is éard atá i gceallraí litiam-ian i ndáiríre ná pacáiste de roinnt cealla litiam-ian a stórálann agus a fhilleann fuinneamh leictreach. Tá ceallraí bunaithe ar thrí phríomhchuid: leictreoid dhearfach, ar a dtugtar catóide, leictreoid dhiúltach, ar a dtugtar anóid, agus leictrilít, tuaslagán seoltaí.
Nuair a scaoiltear an ceallraí, astaíonn an anóid leictreoin tríd an leictrilít go dtí an catóide, a mhalartaíonn iain dearfacha ina dhiaidh sin. Athraíonn an ghluaiseacht agus tú ag muirearú.
Dá bhrí sin, fanann prionsabal na hoibríochta mar an gcéanna leis an gceallraí “luaidhe”, ach amháin go gcuirtear catóide ocsaíd cóbalt in ionad luaidhe agus ocsaíd luaidhe na leictreoidí, a chuimsíonn beagán lile agus anóid graifíte. Ar an gcaoi chéanna, géilleann aigéad sulfarach nó folctha uisce do leictrilít salainn litiam.
Tá an leictrilít a úsáidtear inniu i bhfoirm leachtach, ach tá taighde ag bogadh i dtreo leictrilít sholadach, níos sábháilte agus níos marthanaí.
Buntáistí
Cén fáth ar tháinig an ceallraí litiam-ian in áit gach duine eile le 20 bliain anuas?
Tá an freagra simplí. Soláthraíonn an ceallraí seo dlús fuinnimh den scoth agus dá bhrí sin soláthraíonn sí an fheidhmíocht chéanna maidir le coigilteas meáchain i gcomparáid le luaidhe, nicil ...
Tá féin-urscaoileadh réasúnta íseal ag na cadhnraí seo freisin (uasmhéid 10% in aghaidh na míosa), saor ó chothabháil agus níl aon éifeacht cuimhne acu.
Mar fhocal scoir, má tá siad níos costasaí ná teicneolaíochtaí ceallraí níos sine, tá siad níos saoire ná polaiméir litiam (Li-Po) agus fanfaidh siad níos éifeachtaí ná fosfáit litiam (LiFePO4).
Teorainneacha
Mar sin féin, níl cadhnraí litiam-ian oiriúnach agus, go háirithe, bíonn níos mó damáiste cille acu má scaoiltear go hiomlán iad. Dá bhrí sin, ionas nach gcaillfidh siad a n-airíonna ró-thapa, is fearr iad a luchtú gan fanacht go n-éireoidh siad cothrom.
Ar dtús báire, is féidir leis an gceallraí rioscaí sábháilteachta tromchúiseacha a chruthú. Nuair a bhíonn an ceallraí ró-ualaithe nó titeann faoi -5 ° C, déanann litiam soladú trí dhendrítí ó gach leictreoid. Nuair a bhíonn an t-anóid agus an catóide ceangailte ag a gcuid dendrítí, is féidir leis an gceallraí dul trí thine agus pléascadh. Tuairiscíodh go leor cásanna le Nokia, Fujitsu-Siemens nó Samsung, tharla pléascanna ar aerárthaí freisin, mar sin inniu tá cosc air ceallraí litiam-ian a iompar sa ghabháltas, agus is minic a bhíonn bordáil sa chábán teoranta ó thaobh cumhachta de (toirmiscthe thuas 160 Wh agus faoi réir cead ó 100 go 160 Wh).
Mar sin, chun an feiniméan seo a chomhrac, tá córais rialaithe leictreonacha (BMS) curtha i bhfeidhm ag monaróirí atá in ann teocht na ceallraí a thomhas, voltas a rialáil, agus gníomhú mar scoradáin chiorcaid i gcás aimhrialtachta. Peirspictíochtaí a ndéantar iniúchadh orthu chun an fhadhb a shárú is ea leictrilít sholadach nó glóthach polaiméir.
Chomh maith leis sin, chun róthéamh a sheachaint, déantar muirearú ceallraí a mhoilliú le 20 faoin gcéad anuas, mar sin is minic nach bhfógraítear amanna muirir ach ag 80% ...
Mar sin féin, tá tionchar as cuimse ag ceallraí litiam-ian an-phraiticiúil le húsáid ó lá go lá ar an gcomhshaol, ar dtús trí litiam a bhaint, a éilíonn méid réalteolaíoch d’uisce úr, agus ansin a athchúrsáil ag deireadh a saoil. Tá athchúrsáil nó athúsáid ag méadú ó bhliain go bliain, áfach.
Cad é todhchaí an ian litiam?
De réir mar a théann taighde i dtreo teicneolaíochtaí malartacha atá níos lú truaillithe, níos marthanaí, níos saoire le monarú, nó níos sábháilte, ar shroich an ceallraí litiam-ian a hacmhainn?
Ní raibh an focal deireanach ag an gceallraí litiam-ian, a bhí ag obair ar scála tionsclaíoch le trí scór bliain, agus leanann forbairtí ag feabhsú dlús fuinnimh, luas luchtaithe nó sábháilteachta. Chonaiceamar é seo thar na blianta, go háirithe i réimse na bhfeithiclí dhá roth mótair, áit nach raibh an scútar ann ach timpeall caoga ciliméadar 5 bliana ó shin, tá roinnt gluaisrothar níos mó ná 200 críochfort raon anois.
Is geallúintí réabhlóide iad legions cosúil le leictreoid charbóin Nawa, ceallraí foldable Jenax, teocht oibriúcháin 105 ° C i NGK ...
Ar an drochuair, is minic a bhíonn taighde ag tabhairt aghaidh ar réaltacht gharbh na brabúsachta agus na riachtanas tionsclaíoch. Go dtí go bhforbrófar teicneolaíocht mhalartach, go háirithe an t-aer litiam a bhfuiltear ag súil leis, tá todhchaí gheal fós ag litiam-ian, go háirithe i saol na rothaí dhá rothaí leictreacha, áit a bhfuil laghdú meáchain agus lorg coise ina gcritéir thábhachtacha.
