ሊትየም-ኣዮን እንታይ እዩ?

ቀሊል ሓቀይ? ብዘይካ ብዛዕባ እዞም ባትሪታት ዝኾነ ነገር ብሓቂ ቀሊል ኣይኮነን ሓንሳብ ኣብ ዝርዝር ክትኩዕት ምስ ጀመርካ፡ እዚ ድማ ንነብሰይ ክሕግዛ ስለዘይክእል ክገብራ ቀሪበ ኣለኹ።

ስለምንታይ ግን ሊትየም? (ኣብዚ እዩ ዘሕርቐኒ)

 

ቁጽሪ ባእታ 3. ሃይድሮጅን፡ ሄልየም፡ ሊትየም። ንሱ እዩ እቲ ትእዛዝ። ልዕሊ ንእሽቶ ኣቶም 3 ፕሮቶን ጥራይ ስለዘለዎ።

ከምኡ ውን እንሆ እቲ ብዛዕባ ሊትየም - REALLY ካብቲ ደጋዊ ኤሌክትሮን ክገላገል ዝደሊ ነገር። ከም ተስፋ ቆሪጹ ዝደሊ። ብኸምኡ መንገዲ ዘይርጉእ ዓይነት እዩ። እተን ሰባት ሶድየም ናብ ማይ ደርብዮም ፍዝዝ ኢሉ ሓዊ ዝሕዝ ቪድዮታት ትፈልጥወን ዲኹም? ሊትየም ከምኡ ይገብር ግን MORE. ሓደ ግዜ ኣብ 2011 (ወይ 2012?) ኣብ ዝተኻየደ ናይ ድሕነት ሰልፊ ሓደ ሰብ ቁራጽ ሊትየም ብረት ናብ ባልጃ ማይ ከውድቕ ተዓዚበዮ ነይረ፡ ብቕንዕና ድማ ክሳብ ክንደይ ቅልጡፍ ምላሽ ከም ዝሃበ ገለ ዘፍርሕ እዩ ነይሩ። እቲ ባልጃ ቀለጠ።

ጽናሕ ኣይፋልን እቲ ባልጃ ኣይቀለጠፈን። እቲ ማይ ፈሊሑ እቲ ሊትየም ኣብ ልዕሊኡ ሓዊ ኣተወ። እቲ ባልጃ ጽቡቕ ነይሩ። ዝኽረይ ሽንቲ እዩ።

ብዝኾነ ነጥቢ እዚ እዩ: ጽሩይ ሊትየም ብረት ሓደገኛ እዩ። ስለዚ ድማ እዮም ዘመናውያን ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ጽሩይ ሊትየም ብረት ዘይጥቀሙ - ሊትየም IONS ይጥቀሙ። ድሮ ኦክሳይድ ዝኾነ ሊትየም። እቲ Li+ ዝበሃል ቅርጺ። መንገዲ ዝያዳ ርጉእ እዩ።

እቲ እትረኽቦ ቮልቴጅ ከባቢ 3.6-3.7V ኣብ ሓደ ሴል ኮይኑ ጭዋ እዩ። ካብ ኣልካላይን (1.5V) ወይ NiMH (1.2V) ዝሓሸ። ማለት ንዕላማኻ ቮልቴጅ ንምውቃዕ ውሑዳት ዋህዮታት የድልዩኻ ማለት እዩ። ስለዚ ድማ እዩ ባትሪ ላፕቶፕካ ኣብ ክንዲ ከም 15 6 ዋህዮታት ዘለዎ።

ከምኡ ውን - ከምኡ ውን እዚ መጀመርታ ክጠቅሶ ነይሩኒ - ሊትየም LIGHT እዩ። ሳልሳይ ዝቐለለ ባእታ። ስለዚ ብዘይ ዕብዳን ክብደት ልዑል ጽቕጥቕጥ ጸዓት ትረክብ። ስለዚ ድማ እዩ ኢቪታት ሊትየም-ኣዮን እምበር ሊድ-ኣሲድ ዘይጥቀሙ። ተመሳሳሊ ጸዓት ዘለዎ ሊድ-ኣሲድ ባትሪ ቃል ብቓሉ ካብ 5-6 ዕጽፊ ዝያዳ ክምዘን እዩ። ቴስላኻ ባትሪ ንምቕያር ፎርክሊፍት ምደለየ።

 

 

እቲ ጭቡጥ ኣካላት (buckle up እዚ ቴክኒካዊ ይረክብ)

 

ኣኖድ (ኣሉታዊ ወገን)፤

መብዛሕትኡ ግዜ ግራፋይት። እወ፡ እቲ ኣብ እርሳስ ዘሎ ተመሳሳሊ ነገር፡ ብዘይካ way purer and processed differently.

ግራፋይት እዚ ንጣር ክሪስታላዊ ኣቃውማ ኣለዎ - ብደረጃ ኣቶሚክ ንሓደ ደርቢ ካርድታት ሕሰብ። እቶም ንጣብታት ብድኹማት ሓይልታት ቫን ደር ዋልስ (ናይ ካልኣይ ደረጃ ቤት ትምህርቲ ኬሚስትሪ ተመሊሱ ክስዕበካ) ተታሒዞም ይርከቡ። ኣዮናት ሊትየም ኣብ መንጎ እዞም ንጣብታት ሸተት ኢሎም ጥራይ... ኣብኡ ተንጠልጢሎም ክጸንሑ ይኽእሉ። እቲ ቴክኒካዊ ቃል "intercalation" እዩ ግን ከም መኪና ኣብ ብዙሕ-ደርቢ ጋራጅ ምዕቃብ እዩ ዝመስለኒ።

ክልሰ-ሓሳባዊ ዝለዓለ ዓቕሚ 372 ሚሊኣምፕ-ሰዓታት ኣብ ሓደ ግራም እዩ። ሓቀኛ-ዓለም 340-360 mAh/g ትረክብ እቲ ማኑፋክቸሪንግ እንተዘይመጢጡ። ካብ ገለ ቻይናውያን ኣፍረይቲ 310 mAh/g ዳርጋ ክሃርሙ ዝኽእሉ ዋህዮታት ርእየ እየ። ኣስማት ክጽውዕ ኣይኮንኩን ግን ኣብ "BYD" ፊደላት ዳግማይ እንተሰሪዕካዮም ትረክብ... ሕራይ ኣስማት እየ ዝጽውዕ ዘለኹ። እተን ቀዳሞት ዋህዮታቶም ረሳሕ እየን ነይረን። ካብ ሽዑ ጀሚሮም ከም 2018 ግን ኣዝዮም ዝሓሸ ኮይኖም ኣለዉ።

ሕጂ ኩሉ ሰብ ብዛዕባ ሲሊኮን ኣኖድስ ክዛረብ ይቕጽል ኣሎ ምኽንያቱ ሲሊኮን ብክልሰ-ሓሳብ ካብ ግራፋይት ብ10x ዝበዝሕ ሊትየም ክሕዝ ይኽእል። ዘገርም ይመስል ሓቀይ? 3700+ mAh/g ክልሰ-ሓሳባዊ ዓቕሚ።

እቲ ጸገም - እዚ ድማ እቲ ኣብዚ ኢንዱስትሪ ካብ ዝጅምር ጀሚረ "ዳርጋ ተፈቲሑ" ዘሎ ጸገም - ሲሊኮን ሊትያት ምስ ጌርካዮ ብኣስታት 300% ይሰፍሕ። እቶም ንጥረ ነገራት ቃል ብቓሉ ይስንጠቑ። ኣብ ውሽጢ ኮንክሪት ብሎክ ባሎን ክትነፍሕ እሞ ሕሰብ። እቲ ኮንክሪት ኣይዕጸፍን እዩ፡ ይስበር ጥራይ እዩ።

ቴስላ ሕጂ ገለ ሲሊኮን ይጥቀም፡ ምስ ግራፋይት ተሓዋዊሱ። ምናልባት 5-10% ሲሊኮን ይኸውን? 8% ምዃኑ ሰሚዐ ግን ክጋገ ይኽእል እየ። ነጥቢ ንእሽቶ መጠን እዩ። ጽሩይ ሲሊኮን ኣኖድስ ክሳብ ሕጂ ድሉው ኣይኮኑን ዋላ እኳ ኩሉ ጀማሪ ትካል Series A pitch deck ዝብሎ እንተሃለወ።

ካቶድ (ኣወንታዊ ወገን)፤

ኣንታ ወዲ። ኣብዚ እዩ ዕግርግር ዝፈጥር ምኽንያቱ ከም 6 ዝተፈላለዩ ካቶድ ኬሚስትሪ ስለዘለዉ ኩሉ ሰብ ኣየናይ ዝበለጸ እዩ ዝብል ርእይቶ ኣለዎ ኩሎም ድማ ጌጋ እዮም ምኽንያቱ ኣብ ኣፕሊኬሽንካ ስለዝምርኮስ።

እቲ መበቆላዊ ካብ ሶኒ ኣብ 1991 ሊትየም ኮባልት ኦክሳይድ - LiCoO2 እዩ ነይሩ። ብሓጺሩ "LCO" ኢልና ንጽውዖ። ጽቕጥቕጥ ጸዓት ከከም መን ከም ዝሰርሖ ቁሩብ ጽቡቕ - 150-200 mAh/g እዩ። እቲ ምርግጋእ ሙቐት ግን ኣዝዩ ዘስካሕክሕ እዩ። ካብ መጠን ንላዕሊ እንተ ቻርጅ ጌርካዮ ወይ ኣዝዩ ውዑይ እንተገይርካዮ፡ እቲ ክሪስታላዊ ኣቃውማ ኦክስጅን ይለቅቕ። ኦክስጅን + ኦርጋኒክ ኤሌክትሮላይት + ሙቐት=ሕማቕ መዓልቲ። ስልክኻ ምናልባት LCO ትጥቀም ትኸውን ግን ምኽንያቱ ስልክታት 10 ዓመት ክጸንሓ ኣየድልየንን እዩ ከምኡ ውን ኣብ 10C ቅልጡፍ-ቻርጅ ስለዘይኮንካ።

ብድሕሪኡ NMC - ኒኬል ማንግኒዝ ኮባልት ኦክሳይድ ኣሎ። እዚ ሕጂ መብዛሕትአን EVs ዝጥቀማሉ እዩ። ሬሾ ኒኬልን ማንግኒዝን ኮባልትን ብቐጻሊ ይቕየር። ብ 1፡1፡1 (ማዕረ ክፋላት) ጀሚሩ። ድሕሪኡ ኣፍረይቲ ናብ 5፡3:2 ተሰጋጊሮም። ድሕሪኡ 6፡2፡2። ሕጂ ኣብ ገለ ልዑል-መወዳእታ ዋህዮታት ከም 8:1:1 ወይ ውን 9:0.5:0.5 ኢና ዘለና።

ስለምንታይ እቲ ለውጢ? ኮባልት ክቡር እዩ። ከም ናይ ብሓቂ ክቡር። ከምኡ ውን መብዛሕትኡ ኮባልት ካብ DRC (ዲሞክራስያዊት ሪፓብሊክ ኮንጎ) ዝመጽእ ኮይኑ ኣብኡ ዘሎ ኩነታት ዕደና... ዝተሓላለኸ እዩ። ስራሕ ህጻናት፡ ዘይውሑስ ኩነታት፡ እቲ ምሉእ ዕግርግር። ስለዚ ኩሉ ሰብ ውሑድ ኮባልት ክጥቀም ይፍትን ኣሎ።

ዝያዳ ኒኬል=ዝያዳ ዓቕሚ ግን ከኣ ውሑድ ምርግጋእ ሙቐት። ዝያዳ ማንግኒዝ=ዝሓሰረን ዝያዳ ርጉእን ግን ከኣ ውሑድ ዓቕሚ ዘለዎ። ዝያዳ ኮባልት=ዝያዳ ርጉእን ዝሓሸን ናይ ዑደት ዕድመ ግን $$$ን ስነ-ምግባራዊ ጉዳያትን።

ኩሉ ግዜ ምትሕውዋስ-ዝኾነ እዩ። ወትሪ። ብዛዕባ እዚ ምስ ኣካየድቲ ፍርያት ብዙሕ ክትዕ ኣጋጢሙኒ እዩ። ልዑል ጽቕጥቕጥ ጸዓትን ነዊሕ ናይ ዑደት ዕድመን ትሑት ወጻኢታትን ጽቡቕ ድሕነትን ይደልዩ። ምናልባት ክልተ ክትመርጽ ትኽእል ኢኻ። ምናልባት።

ብተወሳኺ NCA - ኒኬል ኮባልት ኣሉሚንየም ኣሎ። ቴስላ ነዚ ንዓመታት ኣብቲ ነዊሕ-ርሕቐት ዘለዎ ፓክታቶም ተጠቒሙሉ። ፓናሶኒክ ኣብ ኔቫዳ ጂጋፋክቶሪ ሰሪሕዎም። ሓደ ግዜ ኣብ ዝተፈላለየ ፋብሪካ ባትሪ ዑደት ገይረ - እታ ዘይኮነትስ ናይ ሓደ መወዳድርቲ መሳለጥያ - እታ ደረቕ ክፍሊ ጥራይ ድማ ዕብዳን እያ ነይራ። እቲ ስርዓት ኣተሓሕዛ ኣየር ምናልባት $50+ ሚልዮን ዶላር ወጻኢታት ክኸውን ይኽእል እዩ። ኩሉ ነገር ትሕቲ -40 ዲግሪ ነጥቢ ጠሊ ክኸውን ኣለዎ ወይ ድማ እቲ ኤሌክትሮላይት ጨው ርስሓት ብምምጣጥ ሃይድሮፍሎሪክ ኣሲድ ይፈጥር። HF ብዝኾነ ነገር ኣቢሉ ክበልዕ እዩ። ብርጭቆ፡ ብረት፡ ዓጽሚ። ጽዩፍ ነገራት።

ኣየን LFP - ሊትየም ሓጺን ፎስፌት። እዚኣ ዳግማይ ትምለስ ኣላ። ውሑስ እዩ፣ ንሓደ ኪሎ ዋት ሰዓት ዝሓሰረ፣ ንነዊሕ እዋን ዝጸንሕ እዩ። LFP ዋህዮታት 5000+ ዑደት ክሳብ 80% ዓቕሚ ክገብሩ ሰሚዐ ኣለኹ። ምናልባት ዋላ 6000. እቲ ቁልቁለት ትሑት ጽቕጥቕጥ ጸዓት - ጥራይ ከም 120-140 mAh/g vs 180-200 ን NMC።

ቴስላ ኣብ ከባቢ 2021 ኣብ ስታንዳርድ ሬንጅ ሞዴል 3s LFP ከቐምጥ ጀሚሩ።ዕዳጋ ቻይና ቀዳማይ ረኺብዎም። ትርጉም ኣለዎ - CATL እቲ ዝዓበየ ኣፍራዪ LFP ኮይኑ ኣብ ቻይና እዮም ዘለዉ።

ገለ ሰባት ኣብ ዝሑል ኩነታት ኣየር ብዛዕባ LFP range loss የማርሩ። ካብ NMC ዝኸፍአ እዩ። ግን እቶም ዋህዮታት ዝሓሰሩን ንነዊሕ እዋን ዝጸንሑን እዮም ስለዚ ንብዙሕ ኣፕሊኬሽናት ንንግዲ-ካብ ዋጋ ኣለዎ። ንናይ ከተማ መኪና LFP pack ምወሰድኩ። ንነዊሕ-ርሕቐት ሃይዌይ ክሩዘር ምናልባት ኣይክኸውንን እዩ።

ኤሌክትሮላይት፤

እዚ ኣብ ማእከል ዘሎ ፈሳሲ እዩ። ኣዮናት ይመርሕ እምበር ኤሌክትሮናት ኣይኮነን፡ እዚ ኣገዳሲ እዩ ምኽንያቱ ኤሌክትሮናት እንተዝመርሕ ሓጺር ሰርኪዩት ጥራይ ምሃለወካ።

መብዛሕትኡ ግዜ ኣብ ኦርጋኒክ መፍትሒታት ዝፈሰሰ ሊትየም ሄክሳፍሎሮፎስፌት - LiPF1 - እዩ። እቶም መፍትሒታት ብተለምዶ ናይ ኤቲሊን ካርቦኔት (EC)ን ዳይሜቲል ካርቦኔትን (DMC) ወይ ዳይቲል ካርቦኔት (DEC) ዝተሓዋወሱ እዮም።

ሓደ ዝገርም ዝርዝር ኣብዚ ኣሎ፡ EC ኣብ ናይ ክፍሊ ሙቐት ጽኑዕ እዩ። ነጥቢ ምቕላጥ ከባቢ 36 ዲግሪ ’ ዩ። ስለዚ ጽሩይ ኢሲ ኣብ ክረምቲ ምበረረ። ስለዚ ድማ ኢኻ ምስ DMC ወይ DEC ትሕውሶ which are liquid down to like -70℃or whatever. እቲ ምትሕውዋስ ኣብ ርትዓዊ ኩነታት ፈሳሲ ኮይኑ ይጸንሕ።

ከምኡ ውን ኦርጋኒክ ካርቦኔት ተቓጻጺ እዩ። ብደረጃ በንዚን-ተቓጻጺ ዘይኮነስ ብርግጽ ተቓጻጺ እዩ። ሓደ እዋን ጽፍሪ ምእታው ፈተና ርእየ ነይረ፡ ኣብኡ ድማ ኮነ ኢልና ጽፍሪ ብሙሉእ ቻርጅ ዝመልአ ሸላ ኣቢልና ንዘውርናዮ። መጀመርታ ጋዝ ኣውጺኡ - ድምጺ ምፍንጫል - ድሕሪኡ ሃልሃልታ ነቲ መውጽኢ ነዃል ተኲሱ ኣውጺኡ። ከም 2 ሜትሮ ቁመት ዝበጽሐ። ምሉእ ሸላ ካብቲ ናይ ተርማል ካሜራ ተንቀሳቓሲ ስእሊ መሰረት ብምግባር ምናልባት 800 ዲግሪ በጺሑ።

ንሱ ድማ ምስ ምዕፋን ሓዊን ኩሉን ዝተቖጻጸረ ፈተና እዩ ነይሩ። ሕጂ ውን ዘፍርሕ ግን።

እቲ LiPF2 ጨው ከም ሲኦል ሃይግሮስኮፒክ እዩ። ማይ ይፈቱ። እንተ ረጊፉ ናብ HF ሃይድሮላይዝ ይኸውን። ስለዚ ድማ እዩ ምፍራይ ባትሪ ኣብ ኣዝዩ ደረቕ ክፍልታት ዝፍጸም። -40 ዲግሪ ወይ ትሕቲኡ ዝኾነ ነጥቢ ጠሊ እየ ዝዛረብ ዘለኹ። እቲ ስርዓት ምውጋድ ርስሓት መብዛሕትኡ ግዜ ሓደ ካብቶም ዝዓበዩ ሃለኽቲ ጸዓት ኣብ ፋብሪካ ዋህዮታት እዩ።

ሓደ እዋን ናብ ሓደ መሳለጥያ በጺሐ ነይረ፣ እቲ ደረቕ ክፍሊ ኣዝዩ ደረቕ ስለ ዝነበረ ምትንፋስ የሕምመኒ። ኣፍንጫኻ ኣብ ውሽጢ ደቓይቕ ምነቐጸ። ኣብኡ ዝሰርሕ ኩሉ ሰብ ብቐጻሊ ጨው ዝረግፍ ረሳሕ ክጥቀም ነይርዎ። ደስ ዘብል ናይ ስራሕ ሃዋህው ኣይኮነን።

መፍለዪ:

እቲ ዝተረሰዐ ባእታ። ቀጢን ፖሊመር ሽፋን ጥራይ እዩ ግን ወሳኒ እዩ።

መብዛሕትኡ ግዜ ፖሊፕሮፒሊን (PP) ወይ ፖሊኢቲሊን (PE)። ሓደ ሓደ ግዜ ስሉስ ንጣብ ምስ PP-PE-PP። ርጉድና ብተለምዶ ካብ 20-25 ማይክሮን እዩ። እዚ ቀጢን እዩ። ካብ ጸጉሪ ሰብ ዝረቐቐ (70-100 ማይክሮን)።

ማይክሮስኮፒክ ፖርስ - ከም 100 ናኖሜተር ዲያሜትር - ዘለዎም ኮይኖም ኣዮናት ክሓልፉ ዘፍቅዱ ግን ከኣ ኤሌክትሮናት ዝዓግቱ እዮም። ከምኡ ውን ንኣኖድን ካቶድን ብኣካል ተፈላልዮም ይገብሮም።=ሾርት ሰርኪዩት እንተ ተንኪፎም=ሕማቕ ነገራት ብቕልጡፍ ይፍጸም።

ሳምሰንግ ጋላክሲ ኖት 7 ትዝክሩ ዶ? 2016. እዚ ብኸፊል ብሰንኪ ዕንወት መፍለዪ እዩ ነይሩ። ሳምሰንግ ነቲ ባትሪ ኣዝዩ ብዓመጽ ዲዛይን ገይሩዎ። ኣዝዩ ቀጢን፡ ኣዝዩ ጽኑዕ ዝተዓሸገ፡ ንመስፋሕፍሒ ዝጻወር የለን። ገለ ዋህዮታት እቲ መፍለዪ ኣብ ሓደ ኩርናዕ ኣዝዩ ተጸቒጡ ነበረ። ድኹም ነጥቢ ማዕቢሉ። ኣብ መወዳእታ ፒንሆል ረኺቡ። ውሽጣዊ ሓጺር። ተርማል ሃዳሚ። ሓዊ።

2.5 ሚልዮን ስልክታት ኣዘኪሮም። ካብ ነፈርቲ ተኣጊዱ። ዋጋ ሳምሰንግ ቢልዮናት። እዚ ኩሉ ብሰንኪ ካብ ወረቐት ዝረቐቐ ፕላስቲክ እዩ።

ብዛዕባ ኣግረሲቭ ዲዛይን ባትሪ ርእይቶታት ኣለኒ። ኣፍረይቲ ነቲ ውድድር ንምስዓር እናቐጠነን እናቐለለን እናደፍኡ ይቕጽሉ። ግን ደረት ኣለዎ። ፊዚክስ ብዛዕባ ናይ ፍርያት ምጅማር መደብካ ኣይግድሶን እዩ።

 

ብሓቂ ከመይ ይሰርሕ (ኩሉ ሰብ ዝዝልፎ ክፋል)

 

ቻርጅ ምግባር፤

ስልክኻ ትሰኩዕ። እቲ ቻርጀር ንኤሌክትሮናት ብሓይሊ ናብቲ ኣኖድ ብምእታው ካብቲ ካቶድ ይስሕቦም። እዚ ድማ እቲ ካቶድ ሊትየም ኣዮናት ከም ዝለቅቕ ይገብሮ። እቶም ኣዮናት ብኤሌክትሮላይት ኣቢሎም ናብቲ ኣኖድ ይኸዱ። ኣብቲ ናይ ግራፋይት ኣቃውማ ይተሓዋወሱ።

ከም ምጽቃጥ ስፕሪንግ ሕሰቦ። እቶም ኣዮናት ሊትየም ብተፈጥሮ ኣብቲ ኣኖድ ክኾኑ ኣይደልዩን - ኣብቲ ካቶድ ዝያዳ ርጉኣት እዮም። ግን ቮልቴጅ ብምግባር ኣብኡ ትገድዶም ኣለኻ። ዝተዓቀበ ጸዓት።

ምፍሳስ ማይ፤

ስልክኻ ኣውጺእካ ትጥቀመሉ። ጽድያ ይለቅቕ። ኣዮናት ሊትየም ብኤሌክትሮላይት ኣቢሎም ናብቲ ካቶድ ይምለሱ። ኤሌክትሮናት ብሰርኪዩት ስልክኻ ካብ ኣኖድ ናብ ካቶድ ይውሕዙ። እቲ ዋሕዚ ኤሌክትሮን እቲ ንመሳርሒኻ ሓይሊ ይህቦ።

እቲ ቮልቴጅ ኣብ ኬሚስትሪን ኩነታት ቻርጅን ይምርኮስ። ንNMC ወይ NCA፤

ምሉእ ብምሉእ ቻርጅ ዝገበረ: ~4.2V

ስማዊ: ~3.7V

ምሉእ ብምሉእ ዝፈሰሰ: ~3.0V

ትሕቲ 3.0V ኣይትኺድ ወይ ድማ ሊትየም ሜታል ምልባስ ትጅምር እዚ ድማ ሓደገኛ እዩ። ልዕሊ 4.2V ኣይትኺድ እንተዘይኮይኑ ተርማል ምህዳም ኣብ ሓደጋ ትወድቕ። ስለዚ ድማ እዩ ስርዓታት ምሕደራ ባትሪ (BMS) ዝህሉ። ቮልቴጅን ሙቐትን ዋሕዚ ኤሌክትሪክን ይከታተሉ እሞ ዝኾነ ጌጋ እንተመሲሉ ነገራት ይዓጽዉ።

ጽቡቕ ዲዛይን ቢኤምኤስ ከቢድ እዩ። ናይ ብሓቂ ከቢድ። ቅልጡፍ ናይ ምላሽ ግዜ፡ ልክዕ ሴንሰራት፡ ተደራራቢ ናይ ድሕነት ምፍታሽ የድልየካ። ርካሽ ቢኤምኤስ ሓደ ካብቶም ዝቐልጠፉ መገድታት ጭዋ ባትሪ ናብ ሓደጋ ባርዕ ንምቕያር እዩ።

 

 

እቲ ጸገማት (ኣንታ ሰብኣይ ብዙሕ ጸገማት ኣሎ)

 

1ይ ጸገም፡ ምብስባስ ዘይተርፍ እዩ።

ኩሉ ናይ ቻርጅ-ናይ ምፍሳስ ዑደት ንባትሪ ይሃስዮ። ዘይተርፍ። ተርሞዳይናሚክስ።

እዚ ኣብ ልዕሊ ኣኖድ ገጽ ዝፍጠር SEI layer - solid electrolyte interphase - ዝበሃል ነገር ኣሎ። ብሓቂ ባትሪ ንኽሰርሕ ኣድላዪ እዩ። ምስ ግዜ ግን እናዓበየን ንጡፍ ሊትየም እናበልዐን ይቕጽል። ድሕሪ 500 ዑደት 90% ዓቕሚ ክተርፈካ ይኽእል እዩ። ድሕሪ 1000 ምናልባት 80%። ድሕሪ 2000... ይምርኮስ።

ካብ 2015 ዝመጸት ማክቡክ ኣላትኒ ክሳብ ሕጂ 78% ጥዕና ባትሪ ዘርኢ። I baby it though - ሳሕቲ ትሕቲ 40% ክኸይድ ይገድፎ፣ ብዝተኻእለ መጠን ተሰዂዑ ይሕዞ፣ ኣብ ውዑይ መኪና ፈጺሙ ቻርጅ ይገብሮ። በዓልቲ ቤተይ ናይ 2018 ማክቡክ ኣለዋ ኣብ 62% ጥዕና ኣላ ምኽንያቱ ኣበርቲዓ ስለ እትጎዪ። መዓልታዊ ምሉእ ዑደት ትገብር፡ ንሓደ ለይቲ ቻርጅ ክትገብር ትገድፎ፡ ውዑይ ከሎ ኣብ ደረታ ትጥቀመሉ። ንባትሪ ብኸመይ ትሕዞ ብዙሕ ኣገዳሲ እዩ።

እቲ ካቶድ እውን ይበላሾ። ብፍላይ ልዑል-ኒኬል NMC ሕማቕ እዩ። ልዕሊ 4.3V እቲ ካቶድ ገጽ ምስ ኤሌክትሮላይት ርክብ ክገብር ይጅምር። መሰጋገሪ ብረት ኣዮናት (ኒኬል፣ ማንግኒዝ፣ ኮባልት) ክፈስሱን ናብቲ ኣኖድ ክስደዱን ይኽእሉ እዮም ኣብኡ ድማ ነቲ SEI ይዕንቅፍዎ። እዚ ካቶድ ደንሲፊኬሽን ዝበሃል ነገር እውን ኣሎ፡ እቲ ኣቃውማ ክሪስታል ቀስ ኢሉ ዝጽቕጥቕን ፖሮሲቲ ዝስእንን እዩ።

ብሓቂ ነዚ ክከላኸለሉ ኣይክእልን እዩ። ኬሚስትሪ ጥራይ እዩ። ኤንትሮፒ ኩሉ ግዜ ይዕወት።

2ይ ጸገም፡ ሙቐት ንኹሉ የጥፍኦ

ትሕቲ 0 ዲግሪ እቲ ኤሌክትሮላይት ከም ዝሑል መዓር ልስሉስ ይኸውን። መጓዓዝያ ኣዮን ይዝሕትል። ምናልባት 20-30% ዓቕሚ ኣብ -10 ዲግሪ ትስእን ። ካብኡ ዝገደደ ድማ ንዝሑል ባትሪ ብቕልጡፍ ክትመልእ እንተፈቲንካ ኣብ ክንዲ ኣብ ኣኖድ ምትሕውዋስ ብረት ዝመስል ሊትየም ክትጽሕፎ ኢኻ። እዚ ድማ ደንድራይት ይፈጥር - መርፍእ ዝመስሉ ኣቃውማታት ናይ ሊትየም ብረት ኮይኖም ክዓብዩን ኣብ መወዳእታ ድማ ነቲ መፍለዪ ክወግእዎን ይኽእሉ። ውሽጣዊ ሓጺር። ሓዊ።

ልዕሊ 40-45 ዲግሪ , ኩሎም ናይ ምብስባስ ምላሽ ይቀላጠፉ። ሕጊ ምጥቃም፡ ኣብ ነፍሲ ወከፍ 10 ዲግሪ ወሰኽ ነቲ ፍጥነት ግብረ መልሲ ብዕጽፊ ይውስኾ። ስለዚ ኣብ 45 ​​ዲግሪ ዝርከብ ባትሪ ካብቲ ኣብ 25 ዲግሪ ዘሎ ብኣስታት 4x ዝቐልጠፈ ይበላሾ ።

ኣነ ኣብ ቴክሳስ እየ ዝነብር። ናይ ሓጋይ ሙቐት 100 ዲግሪ F+ (38 ዲግሪ +) ወቒዑ። EV ባትሪታት ብሙቐት ጥራይ ኣብ ውሽጢ 3 ዓመት 15% ዓቕሚ ዝሰኣና ርእየ እየ። እዚ ከምዚ ኢሉ እንከሎ ኣብ ሚነሶታ ዝርከባ EVs ኣብ ሓጋይ ብተጸጊመን ይበላሸዋ - ኣብ ክረምቲ ግን ብሰንኪ ቁሪ ርሕቀት ይስእና እየን። ክዕወት ኣይክእልን እዩ።

እቲ ምቹእ ናይ ስራሕ ሙቐት ከም 20-25 ዲግሪ ’ ዩ። ጽቡቕ ዕድል ኣብ ሓቀኛ ዓለም ከምኡ ምዕቃብ።

3ይ ጸገም፡ ቅልጡፍ ቻርጅ ምግባር ብባህሪኡ ጸገም ኣለዎ።

ኩሉ ሰብ ከም መዐደሊ ነዳዲ ናይ 10-ደቒቕ EV ቻርጅ ክገብር ይደሊ። ብባትሪ ኣቢልካ ሰፊሕ ሓይሊ ምድፋእ ግን ሙቐት የመንጩ። I2R ክሳራታት - ናይ ሕጂ ስኩዌር ግዜ ተጻዋርነት። እቲ ተጻዋርነት ንእሽቶ እዩ ግን ዜሮ ኣይኮነን። ኣብ 250kW ቻርጅ ምግባር ርኡይ ሙቐት ትፈጥር ኣለኻ።

ከምኡ ውን ቅልጡፍ ቻርጅ ምግባር ነቲ ናይ ኤሌክትሮድ ንብረት ብመካኒካዊ ኣገባብ ጸቕጢ ይገብሮ። ኣዮናት በቲ መዋቕር ብቕልጡፍ ንኽንቀሳቐሱ የገድዶም። ምስ ግዜ ስንጥቕን ምብታኽ ንጥረ ነገራትን ከስዕብ ይኽእል።

ቴስላ ሱፐርቻርጀርስ (V3) 250kW ፒክ ክገብሩ ይኽእሉ። ግን ብቕልጡፍ ይቐንጥጡ። ምናልባት 250kW ን5 ደቓይቕ፡ ድሕሪኡ 150kW፡ ድሕሪኡ 100kW፡ ድሕሪኡ 50kW። ንሱ እዩ እቲ ንዋህዮታት ዝከላኸል ቢኤምኤስ።

ካብ ፖርቸን ሁንዳይን ዝመጹ ሓደስቲ 800V ስርዓታት 350kW ክገብሩ ይኽእሉ። ብሓጺሩ ግን። ፊዚክስ ፊዚክስ እዩ።

ኣብ ቅልጡፍ-ቻርጅ-ዝተመቻቸወ ዲዛይናት ኤሌክትሮድ መጽናዕቲ ኣሎ። ዝረቐቐ ኤሌክትሮድስ፡ ዝነኣሰ ንጥረ ነገራት፡ ዝሓሸ ሽፋን። ይሕግዝ እዩ። ንተርሞዳይናሚክስ ግን ከተታልል ኣይትኽእልን ኢኻ።

4ይ ጸገም፡ ሓዊ

ሊትየም-ኣዮን ባትሪታት ብዙሕ ግዜ ሓዊ ኣይሕዙን እዮም። ካብ ናይ በንዚን መካይን ኣዝዩ ዝወሓደ። ክገብርዎ ከለዉ ግን ድራማዊ እዩ።

ተርማል ሃዳሚ። ሓደ ዋህዮ ኣብ ወሳኒ ሙቐት ምስ ወቕዐ - ብኬሚስትሪ ይፈላለ፣ ምናልባት 150-200 ዲግሪ - ኤክዞተርሚክ ምላሽ ይጅምር። SEI ይበስብስ። መፍለዪ ይቐልጥፍ። ኤሌክትሮላይት ይፈልሕ። ካቶድ ኦክስጅን ይለቅቕ። ነፍሲ ወከፍ ምላሽ ዋዒ የፍሪ እዚ ድማ ዝያዳ ምላሽ የበግስ። ኣወንታዊ ግብረ መልሲ ሉፕ።

ከም ንቡር ሓዊ ብማይ ከተጥፍኦ ኣይትኽእልን ኢኻ። ማለተይ ንኽዝሕል ማይ ክትድርቢ ትኽእል ኢኻ ግን እቲ ዋህዮ ብውሽጡ ሙቐት እናፈጠረ ይቕጽል። ክፍልታት መጥፋእቲ ሓዊ ንሓዊ EV ይጸልእዎ። ሰዓታት ወሲድካ ከተጥፍኦ። ድሒሩ ዳግማይ ክቃጸል ይኽእል።

ዘመናዊ ዋህዮታት ናይ ድሕነት ባህርያት ኣለዎም ግን። ምስ ዝውዕዩ ዝዕጸዉ ናይ ምዕጻው መፍለዪታት። ናይ ጸቕጢ መውጽኢታት። ናይ ሕጂ ምቁራጽ። ተርማል ፊዩዛት። Plus እቲ BMS ንኹሉ ይከታተሎ።

ሕጂ ውን የጋጥም ሓደ ሓደ ግዜ ግን። ብስታቲስቲክስ EVs ካብ ናይ ጋዝ መካይን ውሑስ እኳ እንተኾና፡ ኩሉ ግዜ ዜና ይገብር። ናይ PR ጸገም።

5ይ ጸገም፡ ስነ-ምግባር ኮባልት።

70% ኮባልት ካብ ዲ.ሪ.ሲ. ብዙሕ ካብኡ ካብ ሕማቕ ኩነታት ስራሕ ዘለዎም ናይ ኢደ ጥበብ ዕደናታት። ጸብጻባት ስራሕ ህጻናት። ዕንወት ከባቢ። ዕግርግር እዩ።

ኩሉ ሰብ ውሑድ ኮባልት ክጥቀም ይጽዕር ኣሎ። ልዑል-ኒኬል NMC ኣዝዩ ውሑድ እዩ ዝጥቀም። LFP ዜሮ እዩ ዝጥቀም። ኮባልት ግን ነቲ ኣቃውማ ካቶድ የረጋግኦ እዩ። ብዘይ ንሱ ዝሓሸ ምሕደራ ሙቐትን ዝያዳ ጽኑዕ ገደብ ቮልቴጅን የድልየካ።

ዋጋታት ኮባልት እውን ዕብዳን እዩ። ኣብ 2016 ትሕቲ $30k/ton. ዋጋ ጥረ ነገራትካ ብ3x ክለዋወጥ ከሎ ከመይ ጌርካ ምፍራይ ትውጥን?

6ይ ጸገም፡ ህውከት ቀረብ ሰንሰለት።

ዋጋታት ሊትየም ኣብ 2021-2022 ፍጹም ናቱ ኮይኑ። $6k/ton ኣብ 2020. ኣብ መወዳእታ 2022 ኣብ ከም $80k/ton ዝለዓለ ጥርዙ በጺሑ።ኣብ 2024 ናብ $12k/ton ወሪዱ።ሕጂ ኣብ 2025 ከባቢ $15k/ton።

መብዛሕትኡ ሊትየም ካብ ኣውስትራልያ (ዕደና ተሪር ከውሒ) ወይ ደቡብ ኣሜሪካ (ኣብ ቺለ/ኣርጀንቲና/ቦሊቭያ - ካብ ጨው ጸፍሒ ቦታታት ጨው ምውጻእ እቲ "ስሉስ ኩርናዕ ሊትየም") ዝመጽእ እዩ። መብዛሕትኡ መስርሕ ግን ኣብ ቻይና እዩ ዝፍጸም። ከም 75% ናይ ዓለማዊ ዓቕሚ ምጽራይ ሊትየም።

ቻይና ንማኑፋክቸሪንግ ባትሪ - 75% ካብ ዓለማዊ ምህርቲ ዋህዮታት እውን ትቆጻጸሮ እያ። ከምኡ’ውን 90% ናይ ኣኖድ ንብረት (ግራፋይት መስርሕ)።

ነዚ እዩ ድማ ኣሜሪካን ኤውሮጳን ውሽጣዊ ቀረብ ሰንሰለት ንምህናጽ ዝሽርሸራ ዘለዋ። ግን ቀስ ኢሉ እዩ። ጊጋፋብሪካ ንምህናጽ ዓመታት ይወስድ። ነቲ ላዕለዋይ ቀረብ ሰንሰለት ንምህናጽ ዝያዳ ግዜ ይወስድ።

ባትሪ-ደረጃ ሊትየም ኣዝዩ ጽሩይ ክኸውን ኣለዎ። ትሕቲ 0.01% ርስሓት። እቲ ደረጃ ምጽራይ ርካሽ ወይ ቅልጡፍ ኣይኮነን።

 

ስለምንታይ ምስ ሊትየም-ኣዮን ተሸኺልና (ንሕጂ)

 

ምስ ኩሉ እዚ ሕጂ ዘማረርኩሉ፡ ሊትየም-ኣዮን ክሳብ ሕጂ ብንግዳዊ ደረጃ እቲ ዝበለጸ ኣማራጺ እዩ።

ጽቕጥቕጥ ጸዓት፡ 250-300 Wh/kg ብደረጃ ዋህዮ። ምናልባት 160-180 Wh/kg ኣብ ደረጃ ዕሹግ ድሕሪ ምውሳኽ ምዝሓልን ቅርጽን ከምኡ’ውን BMS። እዚ ን 300+ ማይል EVs ብዘይ መስሓቕ ክብደት እኹል እዩ።

ኣወዳደረ፥

ሊድ-ኣሲድ: 30-50 ዋት/ኪግ (ከም ፋክ ከቢድ)

NiMH: 60-120 Wh/kg (ፕሪዩስ እንታይ ከም ዝጥቀም)

NiCd: 40-60 Wh/kg (መርዛም እውን እዩ፣ መብዛሕትኡ ደረጃ ብደረጃ ዝውገድ)

ማኑፋክቸሪንግ ብሱል እዩ። ዓሰርተታት ኣቕረብቲ። ብዙሓት ጊጋፋብሪካታት። ቀረብ ሰንሰለታት ዝተመስረተ። ኢኮኖሚክስ ኦፍ ስኬል።

ቴስላ ኣብ ኔቫዳ ዝሰርሖ ጂጋፋክቶሪ 35 GWh/ዓመት ዕላማ ገይሩ። እዚ ን500k+ EVs እኹል እዩ። ኣብ ቻይና ዝርከብ CATL ካብዚ ንላዕሊ - ይመስለኒ 200+ GWh/ዓመት? ምናልባት 300 ይኸውን? ክምርምር ምተገደድኩ።

ኩሉ ትሕተ ቅርጺ ሊትየም-ኣዮን እውን ይግምት። ደረጃታት ቻርጅ (CCS, NACS, CHAdeMO)። ኣልጎሪዝም ቢኤምኤስ። ደንቢ ድሕነት። መስርሕ ዳግመ-ምጥቃም። ንኹሉ ዳግማይ ከይነደፍካ ኣብ ዝተፈላለየ ኬሚስትሪ ጥራይ ክትቅይር ኣይትኽእልን ኢኻ።

 

 

ኣብ መወዳእታ እንታይ ክትክኦ ይኽእል እዩ።

 

ጽኑዕ-ኩነታት ባትሪታት፤ፈሳሲ ኤሌክትሮላይት ብጽኑዕ ሴራሚክ ወይ ብርጭቆ ወይ ሳልፋይድ ንብረት ምቕያር። ብልጫታት: ምፍሳስ የለን፣ ውሑድ ሓደጋ ባርዕ፣ ምናልባት ንዝለዓለ ጽቕጥቕጥ ጸዓት ሊትየም ሜታል ኣኖድስ ምጥቃም ይከኣል።

ኳንታምስኬፕ፡ ሶሊድ ፓወር፡ ቶዮታ፡ ሳምሰንግ - ኩሉ ሰብ ይሰርሓሉ ኣሎ። ኳንታምስኬፕ ኣብ 800+ ዑደት ዘለዎም ናይ ቤተ ፈተነ ዋህዮታት 800 Wh/kg ይሓትት። ሓቂ እንተኾይኑ ዝድነቕ።

ጸገማት፦ ኣብ መንጎ ጽኑዕ ኤሌክትሮላይትን ኤሌክትሮድን ዘሎ ናይ መተሓላለፊ ተጻዋርነት። ንዋት እናሰፍሑ/ዝውደቡሉ እዋን ኣብ ልዕሊ ኣሽሓት ዑደታት ጽቡቕ ርክብ ንምሕላው ኣጸጋሚ እዩ። መብዛሕትኦም ደረቕ ኤሌክትሮላይትስ ስብርባር - ደንድራይት ብእኦም ኣቢሎም ክስንጠቑ ይኽእሉ። ብመጠን ምፍራይ ፍጹም ዘይተረጋገጸ እዩ።

እዚ ኣብ ቀንዲ መካይን ቅድሚ 2030 ክንርእዮ ኢና ዝብል ጥርጣረ ኣለኒ።ምናልባት 2028 ሓደ ሰብ ስርሒት እንተሃልይዎ። ግን ምናልባት ድሒሩ ክኸውን ይኽእል እዩ። ንዝሓለፉ 10 ዓመታት "solid-state is 5 years away" ዝብል ሰሚዐ ኣለኹ።

ሊትየም-ሳልፈር፤ክልሰ-ሓሳባዊ ጽቕጥቕጥ ጸዓት 2600 ዋት/ኪግ። ሳልፈር ርካሽን ብብዝሒን እዩ።

ጸገም፡ ፖሊሳልፋይድ ሻትል ውጽኢት። መንጎኛታት ፍርያት ኣብ ኤሌክትሮላይት ይፈስሱ እሞ ቅልጡፍ ዓቕሚ ክሃስስ ይገብሩ። ድሕሪ 50 ዑደት ባትሪ ቶስት ይኸውን።

እዚ "ዳርጋ ተፈቲሑ" ን20+ ዓመታት ኣቑጺሩ ኣሎ። ሕጂ ውን ኣብኡ የለን።

ሶድየም-ኣዮን፤ብሓቂ ሕጂ ዝፍጸም ዘሎ። CATL ኣብ 2023 ምፍራይ ጀሚሩ።BYD ይሰርሓሉ ኣሎ።

ሶድየም ኣብ ኩሉ ቦታ (ማይ ባሕሪ) ኣሎ። ካብ ሊትየም ብዝሓሰረ መንገዲ። ተመሳሳሊ ናይ ምፍራይ መሳርሒታት ክጥቀም ይኽእል።

ጽቕጥቕጥ ጸዓት ግን ትሑት እዩ: 150-160 Wh/kg vs 250-300 ንሊትየም-ኣዮን።

ንናይ ስቴሽነሪ መኽዘንን ባጀት EVs ትርጉም ኣለዎ። ኣብ ቀረባ እዋን ኣብ ፕሪምየም ፍርያት ሊትየም-ኣዮን ዘይምትካእ እዩ።

ሊትየም ብረት ኣኖድስ፤ኣብ ክንዲ ግራፋይት ሊትየም ሜታል ተጠቐም። ፈሳሲ ኤሌክትሮላይት ምሓዝ። ብደረጃ ዋህዮ 400-500 Wh/kg ክሃርም ይኽእል።

ጸገም ደንድራይት ይቕጽል ኣሎ። ኩሉ ሰብ ናይ ገዛእ ርእሱ ፍታሕ - ሽፋን፣ ኤሌክትሮላይት ተወሰኽቲ ወዘተ ኣለዎ፣ መጀመርታ መን ከም ዝዕወት ክንርኢ ኢና።

 

ኣየን...ሊትየም ፖሊመር ባትሪታት- ምናልባት ነቶም ክጠቅስ ይግባእ ። ኣብ ክንዲ ፈሳሲ ጀል ወይ ሶሊድ ፖሊመር ኤሌክትሮላይት ይጥቀሙ። ዝረቐቐ፡ ዝቐለለ፡ ዝያዳ ተዓጻጻፊ ቅርጽታት። ምናልባት ገመድ ኣልቦ ናይ እዝኒ መሸፈኒታትካ ሓደ ክህልዎም ይኽእል እዩ። ካብ ፈሳሲ ቁሩብ ውሑስ ኮይኑ ግን ጽቕጥቕጥ ጸዓት ኣስታት ሓደ እዩ። ሕጂ ውን ሊትየም-ኣዮን ቴክ እዩ፡ በቃ ብዝተፈላለየ መንገዲ ተዓሺጉ። ክፍልታት ዕዳጋ ገለ ሰውራዊ ነገር ጌሮም "LiPo" ምባሎም ይፈትዉ። ኣይኮነን።