ካቶድ ንጡፍ ንብረት እንታይ እዩ?

ካቶድ ንጡፍ ንብረት ኣብ ኣወንታዊ ኤሌክትሮድ ናይ 2019 ዝጥቀመሉ ዱቄት ውህደት እዩ።ሊትየም ኣዮን ባትሪታትእዚ ድማ ኣብ እዋን ቻርጅን ምፍሳስን ዑደት ሊትየም ኣዮናት ይዕቅብን ይለቅቕን። እዞም ብተለምዶ ሊትየም ዝሓዙ ብረት ኦክሳይድ ምስ ከም ኒኬል፡ ማንግኒዝን ኮባልትን ዝኣመሰሉ ናይ ምስግጋር ብረታት ዝተሓወሱ፡ ጽቕጥቕጥ ጸዓት፡ ህይወት ዑደትን ባህርያት ድሕነትን ናይ ሓደ ባትሪ ይውስኑ።

እቲ ካቶድ 30-}40% ካብ ጠቕላላ ወጻኢታት ናይ ሓደ ዋህዮ ሊብ ዝሕዝ ኮይኑ ነቲ ዝኸበረ ንጽል ባእታ ዝውክል እዩ። ኣብ እዋን ስርሒት ባትሪ፡ ሊትየም ኣዮናት ኣብ መንጎ ካቶድን ኣኖድ ንብርኪታትን ኣብ እዋን ምፍሳስ ናብ ካቶድ ዝንቀሳቐስ ናብ ካቶድ ይግዕዙ እሞ፡ ዋሕዚ ኤሌክትሪክ ንምፍጣር፡ ድሕሪኡ ኣብ እዋን ምምላእ ናብቲ ኣኖድ ይምለስ።

ካቶድ ንጡፋት ንብረታት ምስ መሰጋገሪ ብረት ኦክሳይድ ኣብ ክሪስታላዊ ኣቃውማታት ዝተሓወሶ ሊትየም ዝሓቖፉ ኮይኖም ንድሕሪት ዝምለሱ ሊትየም-ኣዮን ምትእስሳር የኽእሉ። እቶም ሓሙሽተ ቀንዲ ካቶድ ኬሚስትሪታት ኣብ ዕዳጋ ዝዕብለሉ ነፍሲ ወከፎም ፍሉይ ናይ ኣፈጻጽማ ፕሮፋይላት ይህቡ።

ሊትየም ኒኬል ማንግኒዝ ኮባልት ኦክሳይድ (NMC) ኣብ ዝተፈላለየ ሬሽዮታት ሰለስተ ብረታት ኣለዉ-ናይ ሓባር ቅመማት NMC 111 (ማዕረ ክፍልታት)፣ NMC 622፣ ከምኡውን NMC 811 (high{4}}ኒኬል) ይርከብዎም። እቲ ኒኬል ልዑል ጽቕጥቕጥ ጸዓት ዝህብ፡ ማንግኒዝ መዋቕራዊ ምርግጋእ ኣበርክቶ ይገብር፡ ኮባልት ድማ ንመተሓላለፊ ዘደንፍዕን ንህይወት ዑደት የናውሕን። NMC 811 180-}200 mAh/g ዓቕሚ ብምሃብ 260 wh/kg ጽቕጥቕጥ ጸዓት ብምብጻሕ ንነዊሕ ርሕቀት ዝንቀሳቐሳ ናይ ኤሌክትሪክ ተሽከርከርቲ ዝምረጽ ምርጫ ይገብሮ።

ሊትየም ሓጺን ፎስፌት (LFP) ኣብ ክንዲ ስኑዕ ኮባልትን ኒኬልን ብብዝሒ ሓጺንን ፎስፌትን ይጥቀም። ምስቲ ፎርሙላ LifePo₄ እዚ ኬሚስትሪ ብዝተሓተ ቮልቴጅ (3.2V ስማዊ) ይሰርሕ ግን ኣብ ምርግጋእ ሙቐትን ድሕነትን ይበልጽ። LFP ባትሪታት ልዕሊ 2,000 ዑደት ቻርጅ ይጻወሩን ኣብ እዋን ተርማል ሩናዌይ ኦክስጅን ኣይለቅሱን፣ እዚ ድማ ንሓደጋ ባርዕ ብዓቢኡ ይንክዮ። ኣብ 2023፡ LFP 40% ናይ ዓለማዊ ዕዳጋ ካቶድ ሒዙ፡ ኣብ ቻይናዊ EVSን ጸዓት መኽዘን ስርዓታትን ብዝጥቀመሉ ኣጠቓቕማ ዝድረኽ እዩ።

ሊትየም ኮባልት ኦክሳይድ (LCO) እቲ መበቆላዊ ሊትየም-ኣዮን ካቶድ ማተርያል ኣብ 1991 ኣብ 1991 ናብ ዕዳጋ ዝገበረ እዩ ነይሩ።ኣብ መንጎ ዓይነታት ካቶድ ዝለዓለ ጽቕጥቕጥ ጸዓት እናሃበ እንከሎ፡ LCO ኣብ ልዑል ቻርጅ ዘለዎ ኩነታትን ውሱን ዑደት ህይወትን ብሕማቕ ምርግጋእ ሙቐት ይሳቐ። ኣጠቓቕምኡ ብዓቢኡ ናብ ከም ስማርትፎንን ላፕቶፕን ዝኣመሰሉ ናይ ሃለኽቲ ኤሌክትሮኒክስ ተሰጋጊሩ ኣሎ፡ ኣብዚ ቦታ’ዚ ናይ ህዋ ደረት ካብ ወጻኢታት ዝግመት ወጻኢታት ይበዝሕ።

ሊትየም ኒኬል ኮባልት ኣሉሚንየም ኦክሳይድ (NCA) ብተለምዶ 80% ኒኬል፣ 15% ኮባልት፣ 5% ኣሉሚንየም ዝሓዘ እዩ። ተስላ ኣብ ኤሌክትሪካዊ ተሽከርከርቲ NCA ምቕባል ፈላሚት ኮይና፡ ምስ NMC ዝመሳሰል ልዑል ጽቕጥቕጥ ጸዓት ግን ከኣ ካብ ጽሩይ ኒኬል ኬሚስትሪታት ዝሓሸ ምርግጋእ ሙቐት ዘለዋ ተጠቒማ። ይኹን እምበር፡ NCA ኣብ ልዑል ኩነታት ቻርጅ ብዝተቐላጠፈ ምብስባስ ዘርኢ ኮይኑ፡ ጥንቁቕ ስርዓታት ምሕደራ ባትሪ የድልዮ።

ሊትየም ማንግኒዝ ኦክሳይድ (LMO) ልዑል ውጽኢት ሓይልን ብሉጽ ድሕነትን ዘኽእል ሰለስተ-ዳይመንሽናል ስፒነል ስትራክቸር ይፈጥር። ካብ ኒኬል ዝወሓደ ጽቕጥቕጥ ጸዓት እኳ እንተሃለወ፡ ኣብ ካቶድስ ዝመደበሩ ካቶድስ ትሑት ጽፍሒ ጸዓት እኳ እንተሃለወ፡ ናይ LMO ምርግጋእ ተርማልን ትሑት ወጻኢታትን፡ ልዑል መጠን ምፍሳስ ንዘድልዮም ናይ ሓይሊ መሳርሕታትን መሳርሒታት ሕክምናን ምቹእ ይገብሮ።

cathode active material

ካቶድ ንጡፍ ንዋት ምፍራይ ብዙሕ-ደረጃ ደረጃ-ዝለዓለ ደረጃ ረቂቕ-ኩነታት ኣብ ልዕሊ ውህደት፣ ዓቐን ንጥረ ነገራትን ክሪስታላዊ ኣቃውማን ልክዕ ምቁጽጻር ዝሓትት መስርሕ ምላሽ ኩነታት ዘጠቓልል እዩ።

እቲ መስርሕ ብቅድመ-ተኸታታሊ ካቶድ ንጡፍ ንብረት (PCAM) ምትእኽኻብ ይጅምር። ንኤንኤምሲ ካቶድስ፡ ብረት ሳልፌት ናይ ኒኬል፡ ማንግኒዝን ኮባልትን ኣብ ፍታሕ ይፈስስ እሞ co-ኣብ ዝተናነቑ ረኣክተራት ከም ዝተሓዋወሰ ብረት ሃይድሮክሳይድ ይቐልጥፍ። ኣብዚ ናይ ክሪስታላይዜሽን ስጉምቲ ምቁጽጻር ፒኤች ወሳኒ እዩ-ናይ 0.1 ፒኤች ጥራይ ምዝንባል ሞርፎሎጂ ንጥረ ነገራትን ዝርገሐ ዓቐንን ብዓቢኡ ክቕይሮ ይኽእል። እቲ ናይ ሃይድሮክሳይድ ፕረሲፒቴት ይጽረግ፡ ይሕጸብን ይነቅጽን እሞ ነቲ ናይ ፒሲኤም ዱቄት የፍሪ።

እዚ ቅድመ-ተኸታታሊ ድሕሪኡ ምስ ሊትየም ሃይድሮክሳይድ ወይ ሊትየም ካርቦኔት ብትኽክለኛ ሬሽዮ ተሓዋዊሱ ናብ 700{1}}900 ዲግሪ ኣብ ኦክስጅን ይውዕይ-ዝሃብተመ ሃዋህው ን12-}}}24 ሰዓታት። እዚ ናይ ካልሲነሽን ስጉምቲ ርስሓት የውጽእን ምስቲ ንሊትየም-ኣዮን ኢንተርካለሽን ዘድሊ ንጣር ቅርጺ ዘለዎ ንጣር ቅርጺ ዘለዎ ውሁድ ብረት-ኦክሳይድ ክሪስታላት ይፈጥር። እቲ ናይ ስንጣቕ ሙቐት፣ ውህደት ከባቢ ኣየርን ንውሓት ግዜ ምውዓይን ናይቲ ናይ መወዳእታ ንብረት ኤሌክትሮኬሚካላዊ ባህርያትን ምርግጋእ ሙቐትን ይውስን።

ድሕሪ ስንተርንግ እቲ ካቶድ ንብረት ንዕላማ ዝርገሐ ዓቐን ንጥረ ነገራት ንምዕዋት ምጭፍላቕን ምደባን ይግበር-ብተለምዶ 5-20 ማይክሮሜተር። ኣፍረይቲ ኣብ ልዕሊ ካቶድ ዋሕዚ መእከቢታት ዝተለበጠ ንጡፍ ንብረት ንኽዓቢ ዝተፈላለየ ዓቐን ንጥረ ነገራት የፍርዩ። ገለ ገለ ቅመማት ተወሳኺ ናይ ገጽ ሽፋን ወይ ዶፓንት ይወስዱ እሞ ንህይወት መተሓላለፍን ዑደትን የዕቢ።

ኣብ ቀረባ እዋን ዝተገብረ ምህዞታት ነዚ ብባህሊ ዝተሓላለኸ መስርሕ ኣቃሊልዎ እዩ። ኖቮኒክስ ንኹሉ-ደረቕ፡ ዜሮ-እቲ ቅድመ-ተኸታታሊ ስጉምቲ ምሉእ ብምሉእ ዘወግድ፡ ጥረ ሓጺናዊ መግቢ ብቐጥታ ናብ ዝተዛዘመ NMC ካቶድስ ዝቕይር ኣገባብ ኣማዕቢሉ። እዚ ፓተንት ዝተገብረሉ መስርሕ ንዋጋታት ካፒታል ብኣስታት 30% ይንክዮን ካብ ልምዳዊ ኣገባብ ብ27% ዝወሓደ ሓይሊ ዝወስድ ኮይኑ ብኣስታት 50% ናይ ምምስራሕ ወጻኢታት ብግምት ይንክዮ።

እቲ ናይ መወዳእታ ስጉምቲ ነቲ ንጡፍ ንብረት ዱቄት ምስ መተሓላለፊ ተወሰኽቲ (ብተለምዶ ካርቦን ጸሊም)፣ መጠርነፊታት (መብዛሕትኡ ግዜ ፖሊቪኒላይን ፍሎራይድ ወይ pvdf)፣ ከምኡውን መፍትሒታት (n-ሜቲል-}}}2-pyrrolidone ወይ nmp) ብምሕዋስ ካቶድ ስላሪ ይፈጥር። እዚ ስልሲ ኣብ ኣሉሚንየም ፎይል ዋሕዚ መእከቢታት ይለብስ፣ ኣብ መጥሓን ንምእላይ ኣብ ፎርኖታት ይነቅጽ፣ ብመንቀሳቐሲ ድማ ካላንደር ተለኺዩ 15 ሚግ/ሴንቲ ሜትር ካሬድ ንጡፍ ንብረት ዝሓዘ ሓደ ዓይነት ርጉድ ዝበለ 70 ማይክሮሜተር ይረክብ።

ካቶድ ማተርያላት ኣብ ምፍራይ ባትሪ ንዝዓበየ ዋጋ መራሒ መኪና ይውክሉ። ኣብ 2024 NMC 811 Cathode Active Material ንሓደ ኪሎዋት $109 $109 ይውድእ-ሰዓት፡ 53% ካብ ጠቕላላ ወጻኢታት ንብረት ዋህዮን 30% ናይ ምሉእ ወጻኢታት ባትሪን ይሕዝ። LFP ካቶደስ ኣብ 2023 ብ$21.90/kWh ብኣግባቡ ዝወሓደ ዋጋ ይሽየጥ፣ ሊትየም ካርቦኔት ድማ 90% ናይቲ ኣሃዝ ብ$19.60/kWh ዝውክል እዩ።

ዕዳጋ ካቶድ ማተርያልስ ኣብ 2024 55 ቢልዮን ዶላር በጺሑ ዓመታዊ ጠለብ ካብ 2,800 ኪሎ ቶን ንላዕሊ እዩ። ትንበያታት ዕዳጋ ኣብ 2024 ካብ 19.5 ቢልዮን ዶላር ክሳብ 52.4 ቢልዮን ዶላር ኣብ 2034 ዕብየት ይግምቱ፣ እዚ ድማ ንሓደ ውሁድ ዓመታዊ ዕብየት 10.7% ዝውክል እዩ። እዚ ምስፍሕፋሕ ብቐንዱ ብኤሌክትሪክ ተሽከርከርቲ ጠለብ ዝዝወር ኮይኑ፡ ኣብ 2023 ብዓለም ደረጃ ዝሽየጡ 14 ሚልዮን ኣሃዱታት ዝሓለፈ እዩ።

ቻይና ልዕሊ 60% ዓለማዊ ዓቕሚ ማኑፋክቸሪንግ ብምሓዝ ንፍርያት ካቶድ ዓብሊላ፡ ድሕሪኡ ድማ ደቡብ ኮርያን ጃፓንን ብድምር 25% ብጽሒት ሒዛ። ይኹን እምበር ኣብ ኤውሮጳን ሰሜን ኣሜሪካን ርኡይ ምስፍሕፋሕ ዓቕሚ ይካየድ ኣሎ። ኣብ ጀርመን ዝርከብ ትካል ሽዋርዝሃይድ BASF ቅድሚ{4}}ንግዳዊ ምፍራይ ልዑል{5}}ኒኬል ካቶድ ማተርያላት ኣብ 2023 ጀሚሩ፣ ኣብ ዓመት 100 ኪሎቶን ዒላማ ኣብ 2025. ኣብ ሕቡራት መንግስታት ኣመሪካ፣ LG Chem and General Motors’ ultium cam joint venture ኣብ 30-ኪሎቶን መሳለጥያ ኣብ ternessee ኣብ 20200000000 ዓመት ዝጀመረ 201. ኪሎቶንስ ብ2025።

ዋጋታት ጥረ ነገራት ንዋጋታት ካቶድ ብዓቢኡ ይጸልዎ። ዋጋታት ሊትየም ካርቦኔት ብድራማዊ መልክዑ ይንቀሳቐስ ነበረ-ኣብ 2023-2024 ቅድሚ ምንካዩ ኣብ 2022 ዝለዓለ ደረጃ ንኽምዝገብ ብድራማዊ መንገዲ ይንቀሳቐስ ነይሩ። ዋጋታት ኮባልትን ኒኬልን እውን ልዑል ዘይርጉእነት የርእዩ፣ እዚ ድማ ብናይ ቀረብ ሰንሰለት ምዝንባዕን ጂኦፖለቲካዊ ረቛሒታትን ዝድረኽ እዩ። ዲሞክራስያዊት ሪፓብሊክ ኮንጎ ልዕሊ 70% ካብ ዓለማዊ ኮባልት ከተቕርብ ከላ፡ ኢንዶነዥያ ድማ ከም ዓባይ ኣፍራዪት ኒኬል ኮይና ተቐልቂላ።

እዚ ዋጋ ዘይርጉእነትን ምትእኽኻብ ቀረብን ክልተ ቁልፊ ዝንባለታት ኣቀላጢፉዎ ኣሎ፡ ናብ ታሕተዋይ-Cost LFP ኬሚስትሪ ምቕያርን ምምዕባል ኮባልት-ነጻ ኣማራጺታት። ኣብ 2024 ተመራመርቲ ጆርጅያ ቴክ፡ ካብ ልምዳዊ ንብረት 1-2% ጥራይ ዘኽፈል ሓጺን ክሎራይድ ካቶድ ኣማዕቢሎም፡ ተመጣጣኒ ጸዓት ድማ ይዕቅቡ ነበሩ። ዋላ’ኳ ሕጂ’ውን እንተኾነ፡ ከምዚ ዝኣመሰለ ምፍራስ ግን ንቁጠባ ባትሪ ብመሰረቱ ዳግማይ ክቐርጾ ይኽእል ነይሩ።

ዝተፈላለዩ መተግበሪታት ዝተፈላለዩ ካቶድ ኣፈፃፅማ ፕሮፋይላት ይጠልቡ። ኤለክትሪካዊ ተሽከርከርቲ ንጸዓት ጸዓት ንመዝገብ ዝኸውን ጽቕጥቕጥ ቀዳምነት ይህባ፣ ናይ ተጠቃሚ ኤሌክትሮኒክስ ዋጋ ኮምፓክት ስፍሓት፣ ከምኡ’ውን ሽቦ መኽዘን ንዕድመ ዑደትን ድሕነትን የጉልሕ።

ጽቕጥቕጥ ጸዓት ብኬሚስትሪ ኣዝዩ ይፈላለ እዩ። NMC 811ን NCAን ብደረጃ ዋህዮ 200-270 wh/kg የብጽሑ፣ እዚ ድማ EVs 300-}}400 ማይልስ ርሕቀት ንኽረኽቡ የኽእሎም። LFP ኣብ 140-}}170 wh/kg ትሑት ጽቕጥቕጥ ጸዓት የቕርብ ግን ምስ ብሉጽ ነዊሕ ዕድመ-መጋየጺታት ከም BYD ከም BYD ዝኣመሰሉ ሞዱላት ዘወግድን ቮሉሜትሪክ ብቕዓት ዝውስኽን ተወዳዳሪ EV ደረጃታት ኣቢሎም ከም ዝረኸቡ ምስ ብሉጽ ነዊሕ ዕድመ-መጋየጺታት ይኽሕስ።

ዑደት ህይወት ቅድሚ ዓቕሚ ናብ 80% ናይ ኦርጅናል ምውዳቑ ንብዝሒ ቻርጅ ይውክል-ናይ ምፍንታት ዑደት ይውክል። LFP ኣብዚ ብ2,000-}4,000 ዑደታት ይበልጽ፣ እዚ ድማ ምስቲ ንNMC ዝኸውን 1,000-2,000 ንLCO 500-1,000 ንLCO 500-1,000 ክኸውን ከሎ እዩ። እዚ ዝተናውሐ ዕድመ ንLFP ንመኽዘን ጸዓት ምቹእ ይገብሮ፣ ኣብኡ ባትሪታት መዓልታዊ ን10-15 ዓመታት ዑደት ክገብሩ ይኽእሉ። ልዑል ኒኬል NMC ብሰንኪ መዋቕራዊ ዘይምርግጋእን ጎናዊ ምላሽን ኣብ ልዑል ቮልቴጅ ብዝቐልጠፈ ይንኪ፣ ጥንቁቕ ምሕደራ ሙቐት የድሊ።

ናይ ድሕነት ባህርያት ካብ ተርማልን ኬሚካላውን ምርግጋእ ዝምንጩ እዩ። LFP ፍሉይ ድሕንነት ዘርኢ-ሓያል p-O ቦንድታቱ ኣብ እዋን ተርማል ፍጻመታት ኦክስጅን ንኸይፍኖ ይከላኸል፣ እቲ ንብረት ድማ ልዕሊ 270 ዲግሪ ክሳብ exothermic decomposition ኣይግበርን። NMCን NCAን ካቶድስ ብዝተሓተ ሙቐት (200-250 ዲግሪ ) ይብስብሱን ንሙቐት ክሃድም ዝኽእል ኦክስጅን ይለቅቑን። እዚ ድማ LFP ንምንታይ ኣብ ቻይናዊ EV ዕዳጋ ከም ዝዕብለል ይገልጽ፣ ኣብኡ ድሕንነት ሙቐት ዝያዳ ምቁጽጻር ምቁጽጻር ዝረክብ።

ዓቕሚ ሓይሊ ኣብ ሊትየም-ኣዮን ዲፍዩዥን ፍጥነትን ኤሌክትሮኒካዊ መተሓላለፊን ይምርኮስ። ናይ LMO ሰለስተ-ዳይመንሽናል ስፒነል ስትራክቸር ቅልጡፍ ኣዮን መጓዓዝያ የኽእል፣ ክሳብ 20C ዝድግፍ መጠን ምፍሳስ ክሳብ 20C-ምልክት ንባትሪ ብክልሰ-ሓሳብ ምሉእ ዓቕሙ ኣብ 3 ደቓይቕ ክፈስስ ይኽእል። NMCን NCAን ብተለምዶ 1-3C rates ክሕዙ እንከለዉ፡ LFP ድማ ብግቡእ ምስ ዝህነጽ 5C ጫፍ ምፍንጃር 1C ቀጻሊ የመሓድር።

ናይ ስራሕ ሙቐት ደረጃ ኣብ ጽንኩር ክሊማ ንብቕዓት ይጸልዎ። LFP ብሰንኪ ምጉዳል ሊትየም-ኣዮን ምንቅስቓስ ኣብ ትሑት ሙቐት ኣብ ዝሑል ኩነታት ኣየር ዝያዳ ከቢድ ናይ ዓቕሚ ክሳራ የጋጥሞ። NMCን NCAን ዝሓሸ ዝሑል ይሕልዉ-ኣፈፃፅማ ኩነታት ኣየር ይሕልዉ ግን ኣብ ውዑይ ክሊማ ልዕሊ ዓቐን ሙቐት ከይፍጠር ንጡፍ ምሕደራ ሙቐት የድልዮም። ገለ ኣፍረይቲ ሕጂ ኣብ ሰሜናዊ ዕዳጋታት ስርሒት LFP ንምኽኣል ናይ ባትሪ ቅድመ-ናይ ምውዓይ ስርዓታት ይጥቀሙ።

cathode active material

ምዝርጋሕ ባትሪ እናተቐላጠፈ ምስ ከደ፡ ንካቶድ ዝኸውን ንብረት ዳግመ-ምጥቃም ንዘላቕነት ቀረብ ሰንሰለትን ሓላፍነት ከባብን ወሳኒ ኮይኑ ኣሎ። ሰለስተ ቀንዲ ናይ ዳግመ-ምጥቃም ኣገባባት ተቐልቂሎም ኣለዉ፡ ሃይድሮሜታሉርጂ፡ ፓይሮሜታሉርጂን ቀጥታዊ ምሕዳስን።

መስርሕ ሃይድሮሜላተርጂካል ኣብ ኣሲድ ፍታሕ ካቶድ ንዋት ይፈስስ፣ ድሕሪኡ ብመምረጺ መንገዲ ንውልቀ ብረታት የጉድልን የጽርዮን። እዚ ኣገባብ እዚ ሊትየም፣ ኒኬል፣ ኮባልት፣ ማንግኒዝ ብ95-} 99% ብቕዓት ይመልስ ግን ርኡይ ርስሓት ማይን ኬሚካላዊ ጎሓፍን የፍሪ። ascend elements’ patented hydro-To-Cathode® መስርሕ ክሳብ 15 መንጎኛ ስጉምትታት ብምውጋድ ኣብ ባህላዊ ሃይድሮሜላሉርጂ ይመሓየሽ ምስ ድንግል ንብረት ምፍራይ ክነጻጸር ከሎ ብ49% ልቀት ካርቦን ብምንካይ ብ49% ብምንካይ።

ፓይሮሜታሉርጂካል ዳግመ-ምጥቃም ባትሪታት ኣብ ልዑል ሙቐት ንባተሪታት ብምፍጣር ብረት ቅይሕታት ይፈጥር፣ ካብኡ ድማ ክቡር ባእታታት ይውሰድ። ብዘይ ሰፊሕ ቅድመ-ምሕካም ንሙሉእ ባትሪታት ንምስራሕ ዝቐለለን ዓቕሚ ዘለዎን ክኸውን ከሎ፡ ፓይሮሜታሉርጂ ርኡይ ጸዓት ይበልዕን ናብ ስላግ ሊትየም ይስእንን። ካብ ፓይሮሜታሉርጂካል ሕክምና ዝወጽእ ልቀት ጋዝ ምድረበዳ ብግምት ካብ ናይ ሃይድሮሜታርጂካል ሜላታት ዕጽፊ ዕጽፊ እዩ።

ቀጥታዊ ምሕዳስ ነቲ ሓድሽ ኣገባብ ይውክል-ናብ ቅንጣብ ዘለዎም ብረታት ካብ ምብታን ንላዕሊ ንዝተበላሸወ ካቶድ ንዋት ምጽጋን ይውክል። እዚ ኣገባብ እዚ ንጡፋት ንዋት ካብ መጠርነፊታትን ዋሕዚ ኤሌክትሪክን ምፍላይ ዘጠቓልል ኮይኑ፡ ድሕሪኡ ዝጠፍአ ሊትየም ብመንገዲ ደረቕ-ኩነታት ስቴት ሲንተርንግ፡ ሃይድሮተርማል ሕክምና ወይ ዝፈሰሰ መስርሕ ጨው ምምላእ ዘጠቓልል እዩ። ቀጥታዊ ምሕዳስ ካብቲ ኣብ ምውጻእ ዝተመርኮሰ ዳግመ-ምጥቃም 60-} 80% ዝወሓደ ጸዓት ዝሓትት ኮይኑ ርስሓት ማይ ዘየፍሪ። ኣብ ቀረባ እዋን ዝተገበሩ መፅናዕትታት ከምዘመልክትዎ ብቐጥታ ዝተሓደሰ NMC ካቶድስ ምስ ኣፈፃፅማ ድንግል ንዋት ክመዓራረዩ ወይ ክሓልፉ ይኽእሉ እዮም።

ሬድዉድ ማተርያላት ኣብ ኣሜሪካ ናይ መጀመርታ ንግዳዊ-መጠን 30,000 ቶን ብምስራሕ 30,000 ቶን ብዓቕሚ ክሳብ 60,000 ቶን ኣብ መወዳእታ 2024 የካይድ።ኣብ መወዳእታ 2024 ዓቕሞም ናብ 60,000 ቶን ይስራዕ።ዋንነታዊ ምጉዳል ካልሲነሽን መስርሕ ናቶም ምሉእ ብምሉእ ብረዚዱል ጸዓት ብመወዳእታ{}}{7}}{}}ኢልሚንቲ ንባቲሊታት ዝውዕል elimining eliminating eliminating eliminating elimining eliming elimsing elims ender እቲ መሳለጥያ 95% ሊትየም ካብ ስክራፕ ባትሪ ይመልስ እሞ ናብ ልዑል-ግሬድ ካቶድ ቅድመ-ተኸታታሊ ካብ መባእታዊ ዕደና ዝወሓደ ከባብያዊ ጽልዋ ዘለዎ ይቕይሮ።

ካብ 2027 ጀሚሩ ዝጅምር ደንቢ ፓስፖርት ባትሪ ሕብረት ኤውሮጳ፡ ኣብ መላእ ቀረብ ሰንሰለት ኣብ ሓደስቲ ባትሪታትን ግሉጽነትን ዝተሓተ ዳግመ-ምጥቃም ትሕዝቶ ክእዝዝ እዩ። እዚ ፖሊሲ እዚ ካብ 2022 ጀሚሩ ልዕሊ 4.5 ቢልዮን ዩሮ ዳግመ-ምጥቃም ትሕተ ቅርጺ ወፍሪ ኣበጊሱ፡ ኣብ ጀርመን፡ ሽወደንን ሃንጋሪን መሳለጥያታት ክግበር መደብ ከምዘለዎ ተገሊጹ።

መጽናዕቲ ንናይ ካቶድ ኣፈፃፅማ ዶባት ምድፋእ ይቕጽል፣ ንዋጋታትን ዘላቕነትን ንዘጋጥሙ ብድሆታት እናተፈትሑ ድማ ኣሎ። ሓያሎ ተስፋ ዘለዎም ምዕባለታት ናብ ንግዳዊ ምግባር ይስጉሙ ኣለዉ።

ንጽል-ክሪስታል NMC ንጥረ ነገራት ነቲ ናይ ሕጂ ፖሊክሪስታላይን ኣቃውማ ይትክእዎ ኣለዉ። ንጽል ክሪስታላት ስንጥቆታት ዝጅምረሉ ዶባት እኽሊ የወግዱ፣ ንህይወት ዑደትን መካኒካዊ ምርግጋእን ብዓቢኡ የመሓይሹ። CATLን ካልኦት ኣፍረይቲን ድሕሪ 4,000 ዑደት 90% ዓቕሚ ዝዕቅቡ ንጽል-ክሪስታል ካቶድስ ብፓይል ምፍራይ ጀሚሮም-ዕድመ ልምዳዊ NMC ብድርብ መንገዲ።

ሊትየም-ሃብታም ማንግኒዝ-መሰረት ዝገበረ ካቶድስ (LMR{2}}NMC) ንኽልቲኡ ናይ ምስግጋር ብረትን ኦክስጅን ሬዶክስን ምላሽ ብምጥቃም ልዕሊ 250 mAh/g ዓቕሚ ከቕርብ ይኽእል። ይኹን እምበር ኣብ እዋን ዑደት ቮልቴጅ ይሃስስን ድኹም ዓቕሚ ፍጥነትን ውሱን ንግዳዊ ምውሳድ ውሱን እዩ። ኣብ ቀረባ እዋን ኣብ ስትራተጂታት ዶፒንግን ሽፋን ገጽን ዝረአ ዘሎ ምዕባለ ነዞም ብድሆታት ምፍታሕ ኮይኑ፡ ሓያሎ ኩባንያታት ኣብ 2026 ንምእታው ዕዳጋ ዒላማ ዒላማ ይገብራ ኣለዋ።

ማንግኒዝ-ሃብታም ቅመማት ልዑል ብቕዓት እናዓቀብካ ጽግዕተኛነት ኒኬልን ኮባልትን ንምንካይ ዝዓለመ እዩ። BASF ኣብ መጋቢት 2024 ብፍሉይ ንማንግኒዝ-ዝሃብተመ ካቶደስ ናይ ፈተነ ፋብሪካ ትእዛዝ ሂቡ፣ ማንግኒዝ ካብ ኒኬል ብ10-} 20 ዕጽፊ ከም ዝንእስ ብምግንዛብ። optimized mn-rich compositions 85-90% ናይ NMC 811 ፅዕነት ጸዓት ብኣዝዩ ዝተሓተ ወፃኢ ይረኽቡ።

ሶድየም-ኣዮን ባትሪታት ፕሩስያዊ ሰማያዊ ካቶደስ ብምጥቃም ምሉእ ብምሉእ ምውጋድ ሊትየምን ኮባልትን ይህቡ። ጽቕጥቕጥ ጸዓት ካብ ሊትየም-ኣዮን (140{4}}160 wh/kg) ንታሕቲ ክጸንሕ እንከሎ፡ ሶድየም ብዝሕን ትሑት ወጻኢታትን ንሽፋን መኽዘንን ሓጺር-range EVsን ሰሓቢ ይገብሮ። ቻይናዊ ኣፍራዪ CATL ኣብ 2023 ብጅምላ ምፍራይ ሶድየም-ኣዮን ባትሪታት ጀሚሩ፣ ጽቕጥቕጥ ጸዓት ክሳብ 2027 200 wh/kg ክበጽሕ ትጽቢት ተገይሩሉ።

Solid-መንግስታዊ ባትሪታት ፈሳሲ ኤሌክትሮላይት ብጽኑዕ ሴራሚክስ ወይ ፖሊመር ብምትካእ ንዲዛይን ካቶድ ሰውራ ክገብሩ ቃል ይኣትዉ። እዚ ድማ ንላዕለዋይ-ቮልቴጅ ካቶድ ማተርያላትን ሊትየም ብረት ኣኖድስን ንምጥቃም የኽእል፣ እዚ ድማ 400-500 wh/kg ኣብ ደረጃ ዋህዮ-ዳርጋ ድርብ ዋሕዚ ኤሌክትሪክ ንምብጻሕ ተኽእሎ ኣሎ። ይኹን እምበር ሶሊድ-ስቴት ባትሪታት ኣብ ምፍራይ ምዕባይን ኣብ መንጎ ፀገማት ኣብ መንጎ ፀገማትን ብድሆታት የጋጥሞም እዩ። ኳንታምስኬፕ፣ ሶሊድ ፓወርን ቶዮታን ሓዊሱ ብዙሓት ኩባንያታት ኣብ መንጎ 2025-2030 ንግዳዊ ምህርቲ ዒላማ ይገብራ ኣለዋ።

ምውህሃድ ኣርቲፊሻል ኢንተለጀንስን ማሽን ትምህርትን ኣብ ምምዕባል ካቶድ ናይ ርኽበት ናይ ግዜ መስመራት የቀላጥፍ ኣሎ። ተመራመርቲ ሕጂ ንኣሽሓት ክህልዉ ዝኽእሉ ቅንብር ንምፍታሽ፡ ቅድሚ ምትእኽኻብ ኤሌክትሮኬሚካላዊ ባህርያቶም ይግምቱ። እዚ ኣገባብ እዚ ኣብ ቀረባ እዋን ሓያሎ ልብወለዳዊ ልዑል-ዝያዳ ምርግጋእን ዓቕሚ ምዕቃብን ዘርእዩ ኤንትሮፒ ካቶድ ማተርያላት ኣለልዩ።

cathode active material

ዋጋታት ጥረ ነገራት 70-}80% ናይ ካቶድ ወጻኢታት ይሕዝ። ሊትየም፡ ኒኬልን ኮባልትን ቀንዲ ወጻኢታት መራሕቲ መካይን ኮይኖም፡ ኮባልት እቲ ዝኸበረ ዋጋ ዘለዎ 25,000 ዶላር-}}}}35,000 ንሓደ ቶን እዩ። መስርሕ ውስብስብነት ንዋጋታት ዝጥቅዕ ኒኬል ካቶድስ እውን ዝያዳ ጽኑዕ ምቁጽጻር ጽሬትን ኩነታት ምፍራይን ይሓትት፣ እዚ ድማ ወጻኢታት ምፍራይ ይውስኽ። LFP ካቶደስ ካብ NMC ብ30-40% ዝወሓደ ዋጋ ይኽፈል እዚ ድማ ብቐንዱ ኣብ ክንዲ scarce nikelን cobaltን ብብዝሒ ሓጺን ምጥቃም እዩ።

ኣብ እዋን ዳግመ-ምጥቃም ዓይነታት ካቶድ ምሕዋስ ንብቕዓትን ጽሬት ፍርያትን ይንክዮ። NMC, NCA, LFP ዝተፈላለዩ ናይ መስርሕ መለክዒታት ዘድልዮም ዝተፈላለዩ ኬሚካላዊ ውህደታት ኣለዎም። ይኹን እምበር፡ ከም Redwood Materialsን Li-Cycle ዝኣመሰሉ ዳግመ-ምጥቃም (recyclers)፡ ቅድሚ ምምስራሕ ወይ ምትዕርራይ ኬሚካላዊ ፍወሳታት ባትሪታት ብምፍላይ፡ ነቲ ዝተሓዋወሰ መግቢ ክሕዝ ዝኽእል ተዓጻጻፊ መስርሓት ኣማዕቢሎም። ገለ መጽናዕትታት ከም ዝሕብርዎ፡ ኮነ ኢልካ ንፍሉያት ዓይነታት ካቶድ ኣብ ቁጽጽር ሬሽዮታት ምውህሃድ፡ እዚ ፈተነ እኳ እንተቐረበ፡ ማእከላይ ባህርያት ዘለዎም ልብወለዳዊ ንዋት ክፈጥሩ ከም ዝኽእሉ ይሕብሩ።

LFP ካቶድስ ብባህሪኦም ኣብ እዋን ተርማል ፍጻመታት ኦክስጅን ንኸይፍኖ ዝኽልክል ሓያል ፎስፌት ምትእስሳር ብባህሪኡ ውሑስ እዩ። ሙቐት ካብ 270 ዲግሪ ክሳብ ዘይሓልፍ ’ ውን ይሃድሙ ’ ዮም። ኒኬል-ሃብታም ካቶድስ (NMC 811, NCA) ከባቢ 200 ዲግሪ ክበስብስ ይጅምር እሞ ንተርማል ሩናዌይ ዘቀላጥፍ ኦክስጅን ይለቅቕ። እዚ ንዝለዓለ ዝርገሐ ባርዕ ሓዊ ልዑል-ጸዓት-ጽቕጥቕጥ EVs ኒኬል-ሃብታም ኬሚስትሪታት ብምጥቃም ይገልጽ። ይኹን እምበር ምዕቡል ስርዓታት ምሕደራ ባትሪን ተርማል ኮንትሮልን ንመብዛሕትኦም ኣፕሊኬሽናት ንባተር NMC ብቕቡል ውሑስ ገይርዎም እዩ።

Iron contamination is particularly problematic-even trace amounts (>10 ppm) ውሽጣዊ ሓፂር ሰርኪዩት ከስዕብን ዓቕሚ ክሃስስን ይኽእል እዩ። ሳልፈር፡ ቫናድየምን ካልሲየምን እውን ነቲ ክሪስታል ኣቃውማ ብምዝራግን ኢምፐዳንስ ብምውሳኽን ንብቕዓት የጉድሎ። ልዑል-ናይ ጽሬት ቅድመ-ምድላው ንዋት ብተለምዶ 99.5-99.9% ጽሬት ምስ ትሕቲ 5 ፒፒኤም ትሕዝቶ ሓጺን ይረኽቡ። ዳግማይ ዝተጠቕመሉ ካቶድ ማተርያላት ካብ ዝሓለፈ ዑደት ህይወት ባትሪ ዝተዋህለለ ርስሓት ንምእላይ ሰፊሕ ምጽራይ ክገብር ኣለዎ።

ካቶድ ንጡፋት ንዋት ኣብ መስቀላዊ መንገዲ ናይ ማተርያላት ሳይንስ፣ ኤሌክትሮኬሚስትሪን ማኑፋክቸሪንግ ኢንጅነሪንግን ኮፍ ይብሉ። እቲ ዝቕጽል ዘሎ ምዕባለ ካቶድ ኬሚስትሪታት-ኣፈፃፅማ፣ ወፃኢን ዘላቕነትን ምምዛን-ኣብ ዝመጽእ ዓሰርተ ዓመት ንናህሪ ምቕባል ተሽከርከርቲን ተሓዳሲ ጸዓት ምውፋርን ብመሰረቱ ክቐርፅ እዩ።