Isi ihe nke teknụzụ batrị lithium ion

Batrị lithium ion anaghị eme "ike" n'ụzọ ọtụtụ mmadụ si eche maka ya. Ihe ha na-eme bụ ịchekwa ike eletrik site na mmeghachi omume electrochemical na-agbanwe agbanwe, wee hapụ ya mgbe sekit mpụga chọrọ ugbu a. Mgbagwoju anya banyere nke a na-abịa n'ọtụtụ ihe na nzukọ imewe, karịsịa mgbe mmadụ na-agbalị ịha ngwugwu batrị maka oge mbụ.

Ihe abụọ na-eme n'oge nkwụsị. Nke mbụ, ion lithium na-akwaga site na electrode na-adịghị mma (anode) site na electrolyte na separator gaa na electrode dị mma (cathode). Nke abụọ, electrons na-agafe na sekit mpụga site na anode ruo cathode, na-arụ ọrụ bara uru. N'oge ịchaji, ị na-atụgharị usoro ahụ site na itinye voltaji mpụga nke na-amanye ion na electrons ịkwaga n'akụkụ nke ọzọ.

Voltaji otu cell na-emepụta na-adabere kpamkpam na ihe electrode ị na-ahọrọ na ike eletrik nke ha. cell ọhụrụ nọ ọdụ na shelf na-enweghị ibu ga-egosi oghere oghe{1}} voltaji okirikiri - na-adịkarị gburugburu 3.6 ruo 3.7V maka ọtụtụ kemịkalụ lithium ion, n'agbanyeghị na ọnụọgụ a na-agagharị dabere na ọnọdụ ụgwọ na ọnọdụ okpomọkụ. Ozugbo ị jikọtara ibu wee malite ịbịaru ugbu a, voltaji na-adaba n'ihi nguzogide nke ime. Ego ole ọ dara na-agwa gị ọtụtụ ihe gbasara ahụike cell.

Lithium Ion Battery Technology

Selụ ion lithium niile nwere otu ụkpụrụ arụ ọrụ, mana kemịkalụ dịgasị iche iche. Ngwa cathode na-ekpebi n'ụzọ dị ukwuu njirimara arụmọrụ cell - njupụta ike, ike ike, ndụ okirikiri, nkwụsi ike ọkụ, na ọnụ ahịa ya.

Oxide oxide kathodes bụ kemịkalụ azụmaahịa mbụ. Sony webatara ha azụ na 1991 na LiCoO₂ (lithium cobalt oxide), nke a ka na-eji na ngwa eletrọnịkị ndị ahịa ebe njupụta ike dị mkpa karịa ọnụ ahịa ma ọ bụ oke nchekwa. Selụ ndị a na-ebu ihe dị ka 150-200 Wh/kg na ọkwa cell. Cobalt dị ọnụ n'agbanyeghị, kemịkalụ ahụ na-akwụsikwa ike karịa ogo 150. Anyị ahụla ka mgbapụ ọkụ na-amalite na okpomọkụ dịka ogo 130 n'ime mkpụrụ ndụ emejọ.

Mbanye maka nchekwa ka mma yana ọnụ ala dị ala butere LiMn₂O₄ (lithium manganese oxide) n'etiti{7}}1990s. Manganese bụ unyi dị ọnụ ala ma usoro ọkpụkpụ azụ na-esikwa ike karịa. Selụ ndị a agaghị agba ọsọ ruo mgbe ị gafechara ogo 250. The ahiaoff? Njupụta ike na-adaba na 100-120 Wh/kg, manganese na-agbaze n'ime electrolyte ka oge na-aga, karịsịa na okpomọkụ dị elu. Ndụ okirikiri na-ata ahụhụ - ị na-ele anya ma eleghị anya 300-700 cycles tupu ike daa n'okpuru 80%.

LiFePO₄ (lithium iron phosphate) pụtara na gburugburu 2001 wee gbanwee mkparịta ụka nchekwa. Ọdịdị olivine bụ nkume - na-ekpo ọkụ siri ike; Thermal runaway adịghị eme ruo n'elu 270 degrees , na ọbụna mgbe ahụ ọ bụ obere ime ihe ike. Ndụ okirikiri pụtara ìhè-2,000+ okirikiri ruo ikike 80% bụ ọkọlọtọ, yana ụfọdụ sel anwalela okirikiri 5,000 gara aga. The downside bụ voltaji: naanị 3.2V nominal, na ike njupụta bụ nanị 90-120 Wh / kg. Ọzọkwa, ọnọdụ patent phosphate adịghị mma ruo ọtụtụ afọ.

NMC (lithium nickel manganese cobalt oxide) na NCA (lithium nickel cobalt aluminum oxide) pụtara dị ka chemistries "kwesịrị ekwesị". Site na ịgwakọta nickel, manganese, na cobalt na oke dị iche iche - ndị a na-ahụkarị bụ NMC 111, 532, 622, na 811 ebe ọnụọgụgụ na-egosi ọdịnaya igwe nwere njikọ- ị nwere ike ịmegharị arụmọrụ ahụ. Ọdịnaya nickel dị elu na-akpali njupụta ike ruo 200-250 Wh / kg mana ọ na-efu nkwụsi ike ọkụ na ndụ okirikiri. Mkpụrụ ndụ NMC 811 nwere ike ịkụ 250 Wh/kg mana ha chọrọ nlekọta okpomọkụ nke ọma karị.

N'akụkụ anode, graphite bụ ọkọlọtọ kemgbe otu ụbọchị. Theoretical ikike bụ 372 mAh / g, na azụmahịa sel na-enwetakarị 340-360 mAh / g. Lithium na-agbakọ n'etiti ọkwa graphene n'oge ị na-akwụ ụgwọ, na-agbasawanye olu graphite site na 10%. Nchegbu n'ọrụ a na-atụnye ụtụ na ike ịla n'iyi karịa ịgba ígwè.

Silicon anodes bụ "ihe na-esote nnukwu ihe" ihe dị ka afọ iri na ise ugbu a. Ikike echiche nke Silicon bụ 4,200 mAh/g{3}} ihe karịrị graphite ugboro iri. Nsogbu bụ, silicon na-amụba 300% mgbe ọ na-amịkọrọ lithium. Nke a na-agbaji anode iche mgbe okirikiri ole na ole. Ụzọ dị ugbu a na-eji silicon-graphite ngwakọta na ọdịnaya silicon na-adịkarị n'okpuru 10% iji mee ka enwere ike ijikwa mgbasawanye. N'agbanyeghị nke ahụ, nke mbụ - mfu ikike agaghị agbanwe agbanwe na-agba 15{13}}25% na anodes nwere silicon na 5-10% maka graphite dị ọcha.

Selụ cylindrical nwere ike ịbụ ihe ọtụtụ ndị mmadụ na-ese onyinyo mgbe ha chere "batrị." Usoro 18650 ( dayameta 18mm, ogologo 65mm) ghọrọ ebe niile mgbe ndị nrụpụta laptọọpụ kwadoro na ya na mmalite 2000s. Tesla ji ọtụtụ puku n'ime ha ama ama na Roadster mbụ. Ụdị ikike 18650 na-agba ọsọ 2,000-3,500 mAh dabere na kemistri yana ma ị na-ebuli maka ike ma ọ bụ ike.

Ụdị 21700 ọhụrụ (21mm × 70mm) nke Tesla na Panasonic jikọtara ọnụ na-enye ihe dị ka 50% ume karịa cell-4,000-5,000 mAh bụ ihe a na-ahụkarị ugbu a. Dayameta buru ibu na-abawanye oke nke ihe na-arụ ọrụ na ihe ndị na-adịghị arụ ọrụ (ndị na-anakọta ugbu a, ike, ngwaọrụ nchekwa), na-eme ka njupụta ume dị na ọkwa mkpọ. Ekwesịrị ịmegharị ahịrị nrụpụta, nke bụ akụkụ nke ihe mere nkuchi were obere oge.

Selụ prismatic sitere n'ọchịchọ ụlọ ọrụ ụgbọ ala maka iji oghere dị mma. Kama imeju igbe na cylinders wee hapụ ohere ahụ niile efu, ị na-eme mkpụrụ ndụ akụkụ anọ na-agbakọ nke ọma. Mkpụrụ ndụ akpaaka{2}}ọkwa prismatic dị site na 20Ah ruo ihe karịrị ikike 100Ah. Ha na-adị mfe ikpo ọkụ{6}}Jikwaa site na nkwakọ ngwaahịa ebe ị nwere ike itinye efere jụrụ oyi ozugbo n'akụkụ dị larịị. Ihe dị njọ bụ na ị nwetala akwa gị niile n'ime nkata ole na ole{8} ma ọ bụrụ na otu nnukwu cell prismatic daa, ị ga-atụfu ikike karịa ma ọ bụrụ na otu obere cell cylindrical dara.

Mkpụrụ ndụ obere akpa na-ewere echiche arụmọrụ oghere gaa n'ihu site n'iwepụ ike igwe kpamkpam. A na-emechi cell ahụ n'ime obere akpa aluminom na-agbanwe -laminate. Nke a na-echekwa ma eleghị anya 10 - 15% arọ na prismatic ike, na usoro a bụ nnọọ mgbanwe-ị nwere ike ime ha nha ọ bụla ma ọ bụ udi ngwa chọrọ. Ndị na-emepụta EV nwere mmasị na ha n'ihi na ị nwere ike ikpokọta ha ozugbo na efere jụrụ oyi. Adịghị ike bụ n'ibu: ha chọrọ mkpakọ mpụga iji gbochie delamination electrode n'oge ịgba ígwè, na ha na-adị mfe karịa puncture mmebi.

Lithium Ion Battery Technology

Onye nkewa anaghị enweta nlebara anya nke ukwuu, mana o doro anya na ọ bụ akụkụ nchekwa kachasị mkpa. Ọ bụ akpụkpọ ahụ dị gịrịgịrị (16-25 μm na-adịkarị) na-eme ka anode na cathode ghara imetụ aka ma na-ekwe ka ion lithium gafere. Ndị na-ekewa mbụ bụ polyethylene otu-layer (PE) ma ọ bụ polypropylene (PP).

Ndị na-ekepụta arụmọrụ dị elu nke ọgbara ọhụrụ na-eji arụrụ arụ trilayer, nke na-abụkarị PP/PE/PP. Okpokoro PE nwere ebe mgbaze dị ala (ogo 135) karịa PP (ogo 165). Ọ bụrụ na cell amalite ikpo oke ọkụ, PE na-agbaze ma jupụta na pores, na-emechi njem ionic tupu okpomọkụ erute ọkwa dị ize ndụ. Nke a ka a na-akpọ nkwụsị ọkụ, ma ọ bụ usoro nchebe ikpeazụ gị tupu okpomọkụ agbapụ.

Ndị nkewa seramiiki- na-agbakwunye oke nchekwa ọzọ. Ihe mkpuchi dị mkpa (2-4 μm) nke alumina ma ọ bụ ihe ndị ọzọ seramiiki n'otu akụkụ ma ọ bụ n'akụkụ abụọ nke ihe nkesa na-edobe iguzosi ike n'ezi ihe ọ bụrụgodị na polymer gbazee. Ihe mkpuchi ahụ na-agba ọsọ nke ukwuu nke na njem ionic na-aga n'ihu, mana ọ na-egbochi electrode ka ọ ghara ịdị mkpụmkpụ{7} na-ekesa ọbụna na okpomọkụ karịa 150 degrees . Ihe dị ala bụ ọnụ ahịa -seramiiki{10}}ndị nkewa nwere mkpuchi na-agba 2-3× ọnụ ahịa ndị nkesa ọkọlọtọ-yana ntakịrị ihe mgbochi.

Porosity na-agbakarị 40-50%. Nguzogide dị oke ala na ionic na-arị elu, na-amachi ikike ike. Oke dị elu na ike igwe na-ata ahụhụ. Nkesa nha pore dịkwa mkpa; Nọmba Gurley (nnwale ikike ikuku) bụ ọkọlọtọ ọkọlọtọ. Ọtụtụ ndị na-ekesa ọkwa ọkwa EV lekwasịrị anya 200-400 sekọnd/100cc.

Eletrọt dị na cell lithium ion dị mgbagwoju anya karịa ka ị nwere ike iche. Nhazi ntọala na-abụkarị nnu lithium{1}LiPF₆ (lithium hexafluorophosphate) na 95%+ nke sel{4}} gbazere na ngwakọta nke carbonates organic. Ihe mgbaze ndị a na-ahụkarị gụnyere ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), na ethyl methyl carbonate (EMC).

Ntinye uche LiPF₆ na-abụkarị gburugburu 1.0 ruo 1.2 M (molar). Ntinye uche dị elu na-eme ka ionic conductivity ruo otu ebe, mana gafere 1.3 M ma ọ bụ ya mere ị na-amalite ị nweta oke mmiri nnu na obere okpomọkụ. LiPF₆ nwere nsogbu{5}}ọ bụ mmiri{{6}nwere mmetụta wee malite ire ere karịa ogo 60 {{8}ma ndị ọzọ dị ka LiBOB ma ọ bụ LiFSI ewepụbeghị ya n'ihi ọnụ ahịa ma ọ bụ azụmaahịa ndị ọzọ.

A na-edozi ngwakọta ihe mgbaze carbonate maka ngwa ahụ. EC nwere nnukwu dielectric mgbe niile yana ezigbo SEI{1}} na-emepụta ihe, mana ọ na-ajụ oyi na ogo 36. Ịkwesịrị ịgwakọta ya na obere carbonates viscosity dị ka DMC ma ọ bụ EMC iji nọgide na-arụ ọrụ okpomọkụ dị ala{{5}. Ụdị nhazi nwere ike ịbụ EC:DMC 1:1 site na olu, ma ọ bụ EC:EMC 3:7. Ọnụ ọgụgụ ndị dị na ya bụ nke nwe ya na echekwara ya nke ọma.

Ihe mgbakwunye bụ ebe ezigbo anwansi chemistry na-eme. Electrolytes nke oge a nwere 2{2}}5% site n'ịdị arọ nke ihe mgbakwunye dị iche iche na-agbanwe nhazi SEI, gbochie oke ibu, na-egbochi ọgbọ gas, ma ọ bụ kwalite nkwụsi ike dị elu- okpomọkụ. Vinylene carbonate (VC) na 1-2% fọrọ nke nta ka ọ bụrụ ụwa niile maka imeziwanye ogo SEI na graphite anodes. Fluoroethylene carbonate (FEC) na-arụ ọrụ nke ọma maka anodes nwere silicon. Ngwakọta ndị a na-akacha mma belata n'oge usoro ịchaji mbụ, na-akpụ oyi akwa na anode nke na-eduzi ionically mana na-ekpuchi ọkụ eletrik.

Ihe mgbakwunye nchebe karịrị ụgwọ dị ka biphenyl ma ọ bụ cyclohexylbenzene na-amalite polymerize gburugburu 4.5V, na-eke shunt dị n'ime nke na-egbochi voltaji ịrịgo n'ihu. Nke a na-enye gị nchekwa ma ọ bụrụ na BMS ada ada, n'agbanyeghị na ịdabere na ya abụghị ihe kacha mma imewe.

SEI nwere ike bụrụ nke kachasị aghọta mana akụkụ kachasị mkpa nke ọrụ batrị lithium ion. N'ime okirikiri chaja ole na ole mbụ, ihe mejupụtara electrolyte na-emeghachi omume na elu anode, na-akpụ oyi akwa ngafe. Nke a oyi akwa dị oké egwu: ọ ga-abụ ionically conductive (iji kwe ka lithium ion site) ma electronically mkpuchi (iji gbochie ọzọ electrolyte ire ere). Ngwakọta SEI bụ ọgbaghara-ọtụtụ nnu lithium, ogige organic, na polymers niile agwakọtara ọnụ n'obere akwa 10-100 nm.

Ezigbo nhazi SEI bụ ọdịiche dị n'etiti cell nke na-agbagharị ugboro 500 na nke na-agbagharị ugboro 3,000. Nsogbu bụ na SEI abụghị ihe kwụ ọtọ. Ọ na-agbawa n'oge mgbanwe olu na anode, na-ekpughe elu dị ọhụrụ nke na-eri ọtụtụ electrolyte na lithium iji mezie mmebi ahụ. Nke a bụ ya mere ikike ji adalata n'ịgba ígwè ọbụlagodi mgbe ị na-eji cell eme nwayọ.

Ịgba ígwè n'ịhazi bụ usoro nrụpụta dị oke mkpa. Selụ na-enweta otu chaja ma ọ bụ karịa ngwa ngwa{1}} na-agbapụta cycles na ọnọdụ okpomọkụ a na-achịkwa iji guzobe SEI mbụ. Usoro nhazi usoro bụ nke nwe ya, mana ọnụọgụ chajịjị - nke mbụ bụ C/20 ruo C/10, usoro a nwere ike were awa 24-48. Ndị na-emepụta ihe na-ebuli oke oke voltaji guzobe, okpomọkụ, oge ezumike, na usoro ịgba ígwè iji mepụta SEI kacha kwụsie ike. Inweta ihe ọjọọ a na-efu gị ịgbagharị ndụ.

Kalịnda ịka nká -mfu ike ọbụlagodi mgbe cell nọdụrụ ala ebe ahụ{1} bụ nnukwu ihe SEI kwa. SEI na-aga n'ihu na-eto nwayọ na sekit mepere emepe, na-eri lithium cyclable. Nchekwa na ọkwa dị elu na oke okpomọkụ na-eme ka nke a dịkwuo elu. Mkpụrụ ndụ echekwara na 100% SOC na ogo 60 nwere ike tufuo ikike 20% n'ime otu afọ, ebe otu cell ahụ dị na 50% SOC na ogo 25 nwere ike tufuo 3%.

Mkpụrụ ndụ lithium ion na-enwe mmetụta maka nfefe, nfefe -, na chaja na okpomọkụ na-ekwesịghị ekwesị. Nke a mere ngwungwu batrị ọtụtụ{2}} nwere mkpa BMS (sistemụ njikwa batrị).

Usoro nchaji ọkọlọtọ bụ voltaji na-adị ugbu a / na-adịgide adịgide (CC-CV). N'oge usoro CC, ị na-agbanye ihe dị ugbu a n'ime cell n'ọsọ ọsọ -nke 0.5C ruo 1C maka ọtụtụ sel, n'agbanyeghị na ụfọdụ mkpụrụ ndụ ike- nwere ike ijikwa 3C ma ọ bụ karịa. Voltaji na-ebili ka cell na-akwụ ụgwọ. Mgbe voltaji ruru n'elu oke (4.2V maka ọtụtụ kemistrị, 3.65V maka LFP, 4.3V ma ọ bụ 4.35V maka ụfọdụ elu{13}}ike NMC variants), ị na-atụgharị na CV mode. Nke a na-apụ apụ ka cell na-abịaru nso ụgwọ zuru oke, na-ebipụkarị mgbe ọ dị ugbu a dara n'okpuru C/20 ma ọ bụ C/50.

Nchaji ngwa ngwa dị mgbagwoju anya karị. Ọnụego ụgwọ dị elu na-eme ka lithium plating na anode dị ngwa, nke dị ize ndụ{1}lithium ọla na-arụ ọrụ nke ukwuu ma nwee ike ibute mkpirisi n'ime ma ọ bụ nhazi dendrite nke na-abanye n'ime onye nkewa. Iji chajịa ngwa ngwa{3}, ị ga-achọ ịghọta ka voltaji, ugbu a, na ọnọdụ okpomọkụ si emetụta ọnọdụ mmalite lithium plating.

Ihe iseokwu a bụ na ịnweghị ike ịlele lithium plating ozugbo na cell mechiri emechi. Ị ga-enyocha ya site na mgbaama ndị ọzọ. Otu ụzọ bụ iji soro anode nwere ike na ntụnye aka lithium metal. Ọ bụrụ na ikike anode na-agbada n'okpuru 0V na Li/Li⁺, plating na-eme. Nsogbu bụ, ọtụtụ mkpụrụ ndụ azụmahịa enweghị electrodes.

Okpomọkụ na-ebili n'oge ịchaji ngwa ngwa dịkwa mkpa. Nchaji cell na 2C nwere ike ịhụ ịrị elu okpomọkụ dị n'ime ya 15-20 degrees n'elu ambient ọbụna na-arụ ọrụ jụrụ oyi. N'oge oyi, nke a na-enye aka n'ezie - cell oyi (sị -10 degrees) enweghị ike ike dị oke njọ, mana ọ bụrụ na ị nwere ike kpoo ya site n'ịchaji na ọnụego agafeghị oke (0.5C), arụmọrụ na-akawanye mma. Ụfọdụ EVs na-eme nke a n'ezie: na ihu igwe oyi, ha ga-agba obere chaja dị elu ugbu a iji kpoo batrị tupu onye ọkwọ ụgbọ ala achọọ ike dị elu maka osooso.

Nhazi cell dị mkpa n'ihi na sel ndị dị n'usoro anaghị adakọ nke ọma. Nkwekọrịta nrụpụta, obere ndịiche dị na ọnụego mwepu nke onwe{1}, na gradients na-ekpo ọkụ n'ofe ngwugwu na-ebute mpụ voltaji. Ọ bụrụ na ị na-ana eriri usoro na-enweghị itule, ụfọdụ sel kụrụ oke voltaji n'ihu ndị ọzọ. A na-akwụ ụgwọ mkpụrụ ndụ ndị siri ike, sel ndị na-adịghị ike na-akwụ ụgwọ karịa, na arụmọrụ na-ata ahụhụ.

Ndozi n'ụzọ na-eji resistors na-agbapụ ike site na sel voltaji dị elu{{0}. Ọ dị mfe ma dị ọnụ ala mana na-efunahụ ike dị ka okpomọkụ. Idozi n'ọrụ na-eji DC{{3} DC ntụgharị ma ọ bụ capacitors nyefee ike site na sel dị elu gaa na sel dị ala. Na-arụ ọrụ nke ọma, dị mgbagwoju anya, dị oke ọnụ. Maka mkpọ 400V EV, nguzozi na-agafe agafe nwere ike ịla n'iyi 50-100W na-aga n'ihu, nke a na-adịghị ahụkebe ma e jiri ya tụnyere ike ịnya ụgbọ ala mana na-agbakwunye oge.

Lithium Ion Battery Technology

Ọgbọ na-ekpo ọkụ na cell lithium ion cell sitere na isi mmalite atọ: okpomọkụ na-adịghị agbanwe agbanwe (Joule kpo oku sitere na nguzogide n'ime), okpomọkụ na-agbanwe agbanwe (mgbanwe entropy nke mmeghachi omume electrochemical), na okpomọkụ sitere na mmeghachi omume n'akụkụ. N'ọnụego C{1} dị obere ma ọ bụ agafeghị oke, okpomọkụ nwere ike ịtụgharị na-achịkwa. N'ọnụego C{3} dị elu, okpomoku anaghị agbanwe agbanwe na-eweghara.

Okwu okpomọkụ na-agbanwe agbanwe na-adọrọ mmasị n'ihi na ọ na-agbanwe akara dabere na SOC. Maka ọtụtụ kemịkalụ lithium ion, ịchaji na-ebute okpomọkụ na obere SOC mana ọ na-etinye okpomọkụ na SOC dị elu. Mwepu na-eme ihe na-abụghị. Ebe crossover bụ ihe dịka 50-60% SOC. Nke a bụ ya mere ị nwere ike ịhụ okpomọkụ cell na-adaba n'ezie n'oge njedebe ikpeazụ nke ịchaji ma ọ bụrụ na nke ugbu a dị ntakịrị.

Nguzogide ime na-adịgasị iche na okpomọkụ, SOC, na ịka nká. Na ogo 25, cell 18650 ọhụrụ nwere ike inwe nguzogide 40 - 60 milliohms DC. Na -20 degrees , nke ahụ nwere ike ima elu 200-300 milliohms. Nke a bụ ya mere oke oyi-igwe EV ji ada nke ukwuu. Ọbụghị naanị na kemistri na-eji nwayọ nwayọ na obere okpomọkụ, mana mmụba nguzogide n'ime pụtara na-efunahụ ike batrị karịa ka okpomọkụ dị n'ime cell.

Ọnụ ụzọ ịgba ọsọ thermal na-adabere na kemistri. Maka mkpụrụ ndụ NMC, mmeghachi omume ire ere na-amalite gburugburu ogo 180-220. Ozugbo ebidochara, okpomọkụ nwere ike ibili na ogo 10-50 kwa nkeji, rute ogo 800 ma ọ bụ karịa. LFP dị mma karịa; Thermal runaway mmalite bụ 270 degrees + na kacha okpomọkụ ruru dị ala.

Mgbasa n'etiti sel na mkpọ bụ ezigbo ihe egwu. Ọ bụrụ na otu cell abanye n'ime ọkụ ọkụ, ọ na-ekpo ndị agbata obi ya ọkụ. Ma sel ndị agbata obi na-agba ọsọ na-adabere na ike jụrụ oyi, oghere cell, na mkpuchi. Nnwale mgbasa ozi UL 9540A na-eme nke a site na ịmanye otu cell n'ime ọkụ ọkụ yana nyochaa ma sel ndị dị n'akụkụ na-eso ya. Nhazi ngwugwu dị mma nwere ọdịda nke otu cell ma ọ bụ karịa obere modul.

Atụmatụ oyi dị iche iche. Ikuku jụrụ oyi kacha mfe{1}}fefe ikuku n'elu sel ma ọ bụ mkpọ. Na-arụ ọrụ OK maka ngwa njupụta ike dị ala dị ka PHEVs ma ọ bụ sistemụ nchekwa ike. Mmiri jụrụ oyi dị mkpa maka EVs dị elu-. Ọtụtụ atụmatụ na-eji 50:50 mmiri{8} glycol gwakọta na 10-25 lita kwa nkeji site na efere oyi ma ọ bụ ọwa jụrụ oyi. A na-achịkwa okpomọkụ mbata ka ọ bụrụ ogo 20-35. Ngwunye okpomọkụ nke mkpọ batrị kwesịrị ịnọ n'okpuru ogo 5 max ka nkeji wee zere ịka nká ngwa ngwa nke mkpụrụ ndụ kacha ewu ewu.

Ụfọdụ atụmatụ nnwale na-eji refrigerant jụrụ oyi, imikpu mmiri n'ime mmiri dielectric, ma ọ bụ ihe mgbanwe-. Igwe nju oyi nwere ike ịwepụ ọkụ karịa mana ọ chọrọ sistemu AC siri ike karị. Immersion jụrụ oyi nwere oke nnyefe okpomọkụ dị mma (500-2,000 W/m²K na 50-150 W/m²K maka ntụ oyi mmiri na-apụtaghị ìhè) mana akara na ndakọrịta mmiri bụ ihe ịma aka. Ndị PCM na-arụ ọrụ nke ọma mana ha kwesịrị ịjụ okpomọkụ echekwara n'ikpeazụ, yabụ ha na-enyere aka na oyi na-adịru nwa oge n'oge chaja ngwa ngwa ma ọ bụ ngwa ngwa siri ike.

Ike na-agwụ na uto impedance bụ ụzọ abụọ bụ isi mmebi. Ihe na-akpata ha bụ ọtụtụ usoro anụ ahụ na kemịkal dị iche iche na-eme n'otu oge.

N'akụkụ anode, uto SEI na-eri lithium cyclable na electrolyte, na-abawanye nguzogide. Mwepu eserese nwere ike ime ma ọ bụrụ na a na-ebunye cell ahụ na obere okpomọkụ{1}} efere lithium n'elu graphite kama ịgbakọ ọnụ, ma mgbe ọ mechaa gbakọọ, ọ na-agbaji nhazi graphite iche. Nke a na-abụkarị ihe a na-apụghị ịgbanwe agbanwe. Mwepu ihe nkedo na okpomọkụ dị elu na-ebute mfu nke kọntaktị eletrik n'etiti ụmụ irighiri ihe.

Nbibi nke Cathode gụnyere mgbasa igwe mgbanwe (ọkachasị manganese na LMO ma ọ bụ manganese{0}}nwere NMC), mgbanwe nhazi sitere na ntinye/mwepụta lithium ugboro ugboro, na mwugharị elu na elu{1} nickel cathodes. Ọla mgbanwe gbazere agbaze na-akwaga na anode ebe ha na-eme ka uto SEI pụta, ya mere mmebi nke cathode na-eme ka mmebi anode dịkwuo elu.

Electrolyte ire ere na gas ọgbọ bụ ibu nsogbu na elu voltaji na elu okpomọkụ. Gasị ndị a na-ahụkarị gụnyere CO₂, CO, na hydrocarbon dị iche iche sitere na ire carbonate. N'ime mkpụrụ ndụ obere akpa, ị ga-ahụ obere akpa ahụ na-aza aza nke ọma. N'ime mkpụrụ ndụ cylindrical ma ọ bụ prismatic nwere ikpe siri ike, nrụgide na-ewuli elu ruo mgbe oghere nchekwa ga-emepe (na-abụkarị na 10-15 mmanya).

Ọnwụ nke ngwa ahịa lithium bụ nnukwu usoro na-agwụ. Oge ọ bụla SEI na-eto ma ọ bụ efere lithium na-agbanweghi agbanwe na anode, a na-ewepụ ụfọdụ lithium n'ime ọdọ mmiri nke lithium cyclable. N'ikpeazụ ị ga-agwụ ma ikike dara.

Ọdịda mberede nwere ike ime site na mkpirisi ime. Imirikiti uwe mkpirisi na-amalite obere-obere irighiri igwe na-amapu onye nkewa, ma ọ bụ lithium dendrite tolitere. Ihe dị mkpirikpi na-emepụta ebe na-ekpo ọkụ, nke na-eme ka mmebi ahụ dịkwuo elu na mpaghara, nke na-eme ka mkpụmkpụ ahụ dịkwuo njọ, ị ga-enwetakwa nzaghachi dị mma. Mgbe ụfọdụ cell onwe - na-agwọta ma ọ bụrụ na mkpirisi agbazere onwe ya emepee. Oge ndị ọzọ ọ na-aga n'ihu na mgbapụ ọkụ.

Nnwale ntinye ntu (ịmanye ntu nchara site na cell ebubo) bụ ule mmetọ ọkọlọtọ. Mkpụrụ ndụ LFP anaghị abanye n'ọkụ na-agbapụ site na ntinye ntu. Mkpụrụ ndụ NMC na-emekarị, ọ bụ ezie na atụmatụ nwere ndị na-ekewapụ mma na ike dị ala nwere ike ịgafe mgbe ụfọdụ.

Ọgụgụ 5 na-atụpụta njide ikike na ọnụọgụ okirikiri maka ọtụtụ kemịkalụ n'okpuru ọnọdụ ịgba ígwè na-agafeghị oke (ụgwọ 1C / ịgbasa, ogo 25, 100% DOD).

Ị nweghị ike ịlele kpọmkwem ike dị na cell lithium ion cell. Ị ga-atụle ya site na nha ndị ọzọ: voltaji, ugbu a, na okpomọkụ.

Usoro SOC kacha dị mfe bụ voltaji{0} dabere. Kemistri ọ bụla nwere njirimara mepere emepe{2}} voltaji okirikiri megide akụkụ SOC. Tụọ voltaji ahụ mgbe cell ahụ zuru ike nwa oge (ka ikwe ka voltaji na-adịru nwa oge daa site na ire ere nke ime), lee ya anya na OCV curve, ị mara SOC. Nsogbu bụ, ị naghị enwe oge maka cell iji zuru ike na ngwa n'ezie.

Ọnụ ọgụgụ Coulomb bụ usoro ọkọlọtọ. Ị na-ejikọta ugbu a ka oge na-aga iji lelee ụgwọ n'ime na pụta. Ọ bụrụ na ibido na SOC amaara, ị nwere ike gbakọọ SOC ọhụrụ n'oge ọ bụla. Izi ezi dabere na ihe mmetụta gị ugbu a (± 0.5% bụ nke a na-ahụkarị) yana ịmara ikike dị adị. Njehie na-agbakọta ka oge na-aga, yabụ ịkwesịrị ịmegharịgharị oge site na ịmegharị ụgwọ zuru oke ma ọ bụ mwepu.

Ụdị -ụzọ dabere na-eji ụdị sekit ma ọ bụ ụdị eletrọnịkị nke cell. Ị na-atụ voltaji ọnụ na nke dị ugbu a, na-eme ha site na ihe nlereanya gị, wee wepụta steeti dị n'ime gụnyere SOC. Ihe nzacha Kalman agbatịgoro ma ọ bụ ndị na-ekiri steeti yiri ya bụ ihe a na-ahụkarị. Ụzọ ndị a nwere ike bụrụ ihe ziri ezi (± 2% njehie SOC) mana chọrọ ezigbo ụdị na akụrụngwa mgbakọ na mwepụ.

Ntụle SOH siri ike karịa n'ihi na ị na-agbalị ịkọwa mbibi, nke na-adị nwayọọ na nke nta nke nta. Ike na-agwụ na uto impedance agbasaghị n'ahịrị na ibe ya ma ọ bụ na ọnụọgụ okirikiri. Cell agbagoro ọsọ ọsọ{2} nwere ike nwee nnukwu nsogbu mana ọ bụ naanị ikike na-agafe agafe. Mkpụrụ ndụ echekwara na SOC/okpomọkụ dị elu nwere ike ịkachasị oke mana uto ihe mgbochi dị obere.

Omume ụlọ ọrụ bụ ịkọwa SOH dabere na ikike: cell na 80% nke ikike mbụ ya dị na 80% SOH, nke a na-ewerekarị na njedebe{2} nke - ndụ maka ngwa EV. Selụ ka na-arụ ọrụ, mana oke agbadala 20%. Maka ngwa nchekwa ike, enwere ike iji sel ruo 60-70% SOH.

Ụfọdụ BMS na-enyocha ikike oge ụfọdụ{0}} na-ewepụta batrị ahụ n'ọnụọgụ dị ala wee tụọ ike ole na-apụta. Nke a bụ eziokwu mana ọ na-etinye aka (batrị adịghị n'oge ule) na-ewe awa. Ụzọ ndị ọzọ na-agbalị ịkọwa ikike na-apụtaghị ìhè site na mgbanaka voltaji, nha impedance, ma ọ bụ arụmọrụ coulombic.

Enwere ike tụọ nkwụsi ike nke ime site n'itinye ụda ụda dị ugbu a na nzaghachi voltaji, ma ọ bụ site na ịgbanye obere mgbama AC n'ọtụtụ dị iche iche (electrochemical impedance spectroscopy). EIS na-enye ọtụtụ ozi mana ọ chọrọ ngwaike pụrụ iche nke na-adịghị adị na BMS azụmahịa.

Lithium Ion Battery Technology

Mgbe batrị EV ruru njedebe{{0} nke{1}} (nke na-adịkarị 70-80% nke ikike izizi), ọ ka na-arụ ọrụ nke ọma maka ngwa ndị na-adịghị achọ ihe. Ojiji batrị nke ndụ nke abụọ na-enweta ịrị elu maka nchekwa ike ọdụ.

Economics dị aghụghọ. Ị ga-anwale mkpọ ezumike nka, nwee ike megharịa ya (dochie BMS, sistemu jụrụ oyi, ma ọ bụ modul mebiri emebi), gosi ya maka ngwa ọhụrụ ahụ, wee nye akwụkwọ ikike. Ihe a niile na-efu ego. Maka ndụ nke abụọ- ka ọ bụrụ ezi uche, mkpọ a rụzigharịrị ga-eri obere obere karịa mkpọ ọhụrụ emere maka ngwa kwụ ọtọ. Ọnụ ego na-agbaji ọbụlagodi ma ọ bụrụ na ndozigharị na-erughị 40-50% nke ọnụ ahịa mkpọ ọhụrụ, dabere na nyocha onye ị kwenyere.

Nnwale cell larala ezumike nka abụghị ihe efu-. Otu modul nwere ike ịnwe narị narị sel n'usoro{2}yiri. Ị nweghị ike ịnwale ha n'otu n'otu ngwa ngwa. Ị nwere ike ịnwale modul dị ka otu, mana otu cell ọjọọ nwere ike kpuchie onwe ya. Ụfọdụ ụdị mmebi iwu siri ike ịchọpụta na-enweghị nnwale na-emebi emebi. Enwekwara ajụjụ nbibi: ọ bụrụ na batrị ndụ nkeji nkeji - na-agba ọkụ, onye ga-eme ya?

Imegharị ihe bụ njedebe ikpeazụ{0}nke{1}} ụzọ ndụ. Ntụgharị{{3} dị ugbu a na-eji pyrometallurgy (smelting) ma ọ bụ hydrometallurgy (chemical leaching). Pyrometallurgy dị mfe mana ọ dị obere nhọrọ - ị ga-enweta ọla nchara agwakọta nke chọrọ nchacha ọzọ. Hydrometallurgy nwere ike nwetaghachi ọla n'otu n'otu na ịdị ọcha dị elu mana ọ chọrọ usoro ndị ọzọ wee mepụta mkpofu kemịkal.

Akụ na ụba nke imegharị ihe na-adabere kpamkpam na ọnụ ahịa ígwè. Cobalt bara uru (ihe dị ka $30-40 n'arọ n'arọ n'arọ, ọ bụ ezie na ọnụ ahịa na-arị elu), yabụ imegharị cobalt{5}} kemistrị bara ụba bara uru n'ụzọ akụ na ụba. Nickel kwesịrị ka e megharịa ya n'ọ̀tụ̀tụ̀. Manganese, iron, na aluminom dị ala- ọla ndị bara uru, ya mere imegharị ihe na-eme ka ọ pụta ìhè na-eme ka ha ghara ịpụ n'ebe a na-ekpofu ahịhịa. Lithium na-adọrọ mmasị-ọ bụghị ihe bara uru karịsịa kwa kilogram, mana ihe mgbochi ọkọnọ na-eme ka mgbake mara mma.

Ntugharị ozugbo{0}}ịkwasa batrị na iji cathode ma ọ bụ ihe anode ozugbo na-emebighị ya ka ọ bụrụ nnu ọla{1}} bụ ebe nyocha na-ekpo ọkụ. Ọ bụrụ na ị nwere ike nwetaghachi ntụ ntụ cathode n'ụdị a na-eji eme ihe, ị ga-echekwa ike na ọnụ ahịa nke njikọ cathode. Ihe ịma aka na-agụnye ikewapụ ihe ndị na-arụ ọrụ na ndị na-anakọta na ndị na-ekekọta ihe ugbu a, na imekọ ihe na eziokwu ahụ bụ na ihe eji emegharịgharị bụ ngwakọta nke sel sitere na ndị nrụpụta dị iche iche, afọ na kemistries.