Dünyanın daha çox gücə ehtiyacı var, tercihen təmiz və bərpa olunan formada.Enerji saxlama strategiyalarımız hazırda litium-ion batareyalar tərəfindən formalaşdırılır - bu texnologiyanın ən qabaqcıl nöqtəsidir - lakin gələcək illərdə nəyi səbirsizliklə gözləyə bilərik?
Batareyanın bəzi əsasları ilə başlayaq.Batareya hər birində müsbət elektrod (katod), mənfi elektrod (anod), ayırıcı və elektrolit olan bir və ya bir neçə hüceyrədən ibarət bir paketdir.Bunun üçün müxtəlif kimyəvi maddələrin və materialların istifadəsi batareyanın xüsusiyyətlərinə təsir göstərir - nə qədər enerji saxlaya və çıxara bilər, nə qədər enerji təmin edə bilər və ya neçə dəfə boşaldıla və doldurula bilər (həmçinin velosiped qabiliyyəti də deyilir).
Batareya şirkətləri davamlı olaraq daha ucuz, daha sıx, daha yüngül və daha güclü kimyəvi maddələr tapmaq üçün təcrübələr aparırlar.Transformativ potensiala malik üç yeni batareya texnologiyasını izah edən Saft Araşdırma Direktoru Patrick Bernard ilə danışdıq.
YENİ NƏSİL LİTİUM-İON BATARYALARI
Bu nədir?
Litium-ion (li-ion) batareyalarda enerjinin saxlanması və buraxılması litium ionlarının elektrolit vasitəsilə müsbətdən mənfi elektroda irəli və geri hərəkəti ilə təmin edilir.Bu texnologiyada müsbət elektrod ilkin litium mənbəyi, mənfi elektrod isə litium üçün ev sahibi kimi çıxış edir.Müsbət və mənfi aktiv materialların mükəmməlliyə yaxın onilliklər boyu seçilməsi və optimallaşdırılması nəticəsində li-ion batareyaları adı altında bir neçə kimya toplanmışdır.Litiated metal oksidləri və ya fosfatlar indiki müsbət materiallar kimi istifadə olunan ən çox yayılmış materialdır.Mənfi materiallar kimi qrafit, həm də qrafit/silikon və ya litiyləşdirilmiş titan oksidləri istifadə olunur.
Faktiki materiallar və hüceyrə dizaynları ilə li-ion texnologiyasının növbəti illərdə enerji həddinə çatması gözlənilir.Buna baxmayaraq, dağıdıcı aktiv materialların yeni ailələrinin ən son kəşfləri mövcud məhdudiyyətləri açmalıdır.Bu innovativ birləşmələr müsbət və mənfi elektrodlarda daha çox litium saxlaya bilər və ilk dəfə enerji və gücü birləşdirməyə imkan verəcək.Bundan əlavə, bu yeni birləşmələrlə xammalın qıtlığı və kritikliyi də nəzərə alınır.
Onun üstünlükləri nələrdir?
Bu gün bütün müasir saxlama texnologiyaları arasında li-ion batareya texnologiyası enerji sıxlığının ən yüksək səviyyəsinə imkan verir.Sürətli doldurma və ya temperaturla işləmə pəncərəsi (-50°C-dən 125°C-ə qədər) kimi performanslar hüceyrə dizaynı və kimyəvi maddələrin geniş seçimi ilə dəqiq tənzimlənə bilər.Bundan əlavə, li-ion batareyaları çox aşağı öz-özünə boşalma və çox uzun ömür və velosiped performansları, adətən minlərlə doldurma/boşaltma dövrü kimi əlavə üstünlüklərə malikdir.
Nə vaxt gözləyə bilərik?
Qabaqcıl litium-ion batareyaların yeni nəslinin birinci nəsil bərk hal batareyalarından əvvəl istifadəyə veriləcəyi gözlənilir.Enerji Saxlama Sistemləri kimi tətbiqlərdə istifadə üçün ideal olacaqlarbərpa olunan enerjivə nəqliyyat (dəniz, dəmir yolları,aviasiyavə yol kənarında hərəkətlilik) yüksək enerji, yüksək güc və təhlükəsizliyin məcburi olduğu yerlərdə.
LİTİUM-KÜKÜRDÜR BATARYALARI
Bu nədir?
Li-ion batareyalarında litium ionları şarj və boşalma zamanı sabit ev strukturları kimi fəaliyyət göstərən aktiv materiallarda saxlanılır.Litium-kükürdlü (Li-S) batareyalarda ev sahibi strukturlar yoxdur.Boşaltma zamanı litium anod istehlak edilir və kükürd müxtəlif kimyəvi birləşmələrə çevrilir;şarj zamanı əks proses baş verir.
Onun üstünlükləri nələrdir?
Li-S batareyası çox yüngül aktiv materiallardan istifadə edir: müsbət elektrodda kükürd və mənfi elektrod kimi metal litium.Buna görə də onun nəzəri enerji sıxlığı qeyri-adi dərəcədə yüksəkdir: litium-iondan dörd dəfə böyükdür.Bu, onu aviasiya və kosmik sənayelər üçün yaxşı uyğunlaşdırır.
Saft bərk elektrolitə əsaslanan ən perspektivli Li-S texnologiyasını seçdi və ona üstünlük verdi.Bu texniki yol çox yüksək enerji sıxlığı, uzun ömür gətirir və maye əsaslı Li-S-nin əsas çatışmazlıqlarını aradan qaldırır (məhdud istifadə müddəti, yüksək özünüboşaltma, …).
Bundan əlavə, bu texnologiya üstün qravimetrik enerji sıxlığı (Wh/kq-da +30%) sayəsində bərk cisim litium-ionuna əlavədir.
Nə vaxt gözləyə bilərik?
Əsas texnologiya maneələri artıq aradan qaldırılıb və yetkinlik səviyyəsi tam miqyaslı prototiplərə doğru çox sürətlə irəliləyir.
Uzun batareya ömrü tələb edən tətbiqlər üçün bu texnologiyanın bərk hallı litium-iondan sonra bazara çıxması gözlənilir.
MƏKTƏK DÖVLƏT BATARYALARI
Bu nədir?
Bərk dövlət batareyaları texnologiya baxımından bir paradiqma dəyişikliyini təmsil edir.Müasir li-ion batareyalarında ionlar maye elektrolit (həmçinin ion keçiriciliyi adlanır) vasitəsilə bir elektroddan digərinə keçir.Tamamilə bərk vəziyyətdə olan akkumulyatorlarda maye elektrolit bərk birləşmə ilə əvəz olunur, buna baxmayaraq, litium ionlarının onun içərisində miqrasiyasına imkan verir.Bu konsepsiya yenilikdən uzaqdır, lakin son 10 il ərzində – intensiv dünya miqyasında aparılan tədqiqatlar sayəsində – maye elektrolitə bənzər çox yüksək ion keçiriciliyinə malik bərk elektrolitlərin yeni ailələri aşkar edilmişdir ki, bu da bu xüsusi texnoloji maneəni aradan qaldırmağa imkan verir.
Bu gün,SaftTədqiqat və İnkişaf səyləri 2 əsas material növünə diqqət yetirir: emal qabiliyyəti, sabitlik, keçiricilik kimi fiziki-kimyəvi xüsusiyyətlərin sinerjisini hədəfləyən polimerlər və qeyri-üzvi birləşmələr ...
Onun üstünlükləri nələrdir?
Birinci böyük üstünlük hüceyrə və batareya səviyyələrində təhlükəsizliyin nəzərəçarpacaq dərəcədə yaxşılaşmasıdır: bərk elektrolitlər maye analoqlarından fərqli olaraq qızdırıldıqda yanmazdır.İkincisi, o, innovativ, yüksək gərginlikli yüksək tutumlu materialların istifadəsinə imkan verir ki, bu da öz-özünə boşalmanın azaldılması nəticəsində daha sıx, daha yüngül akkumulyatorların saxlanma müddətini artırır.Bundan əlavə, sistem səviyyəsində sadələşdirilmiş mexanika, eləcə də istilik və təhlükəsizlik idarəetməsi kimi əlavə üstünlüklər gətirəcəkdir.
Batareyalar yüksək güc-çəki nisbəti nümayiş etdirə bildiyindən, onlar elektrikli nəqliyyat vasitələrində istifadə üçün ideal ola bilər.
Nə vaxt gözləyə bilərik?
Texnoloji tərəqqi davam etdikcə bir neçə növ tam bərk vəziyyətdə olan batareyalar bazara çıxa bilər.Birincisi, təkmilləşdirilmiş enerji performansı və təhlükəsizliyi gətirən qrafit əsaslı anodlu bərk hallı batareyalar olacaq.Vaxt keçdikcə metal litium anoddan istifadə edən daha yüngül bərk hallı batareya texnologiyaları kommersiya baxımından əlçatan olmalıdır.
Göndərmə vaxtı: 03 avqust 2022-ci il