Napa ngisi daya cepet mati baterei

Dheweke pengin ngganti minyak, nanging isih duwe cacat fatal sing didhelikake dening pabrikan.

Zaman Batubara wis suwe dikenang. Jaman minyak uga pungkasan. Ing dasawarsa kaping telu abad XNUMX, kita jelas urip ing jaman batere.

PERANE AWAK mesthi penting wiwit listrik mlebu urip manungsa. Nanging saiki telung tren ndadak nggawe panyimpenan energi dadi teknologi sing paling penting ing planet iki.

Tren pisanan yaiku booming ing piranti seluler - smartphone, tablet, laptop, biyen kita butuh baterei kanggo barang kaya senter, radio seluler lan piranti portabel - kabeh kanthi panggunaan sing relatif winates. Dina iki, saben wong duwe paling siji piranti seluler pribadi, kang nggunakake meh terus-terusan lan tanpa kang urip iku unthinkable.

TREN SECOND yaiku nggunakake sumber energi sing bisa dianyari lan bedane dadakan antarane puncak produksi lan konsumsi listrik. Biyen gampang: nalika pamilik nguripake kompor lan TV ing wayah sore, lan konsumsi mundhak banget, operator pembangkit listrik termal lan pembangkit listrik tenaga nuklir mung kudu nambah daya. Nanging kanthi generasi solar lan angin, iki ora mungkin: puncak produksi paling asring kedadeyan nalika konsumsi ana ing tingkat paling murah. Mulane, energi kudu disimpen piye wae. Pilihan yaiku sing diarani "masyarakat hidrogen", ing ngendi listrik diowahi dadi hidrogen lan banjur menehi bahan bakar menyang jaringan lan kendaraan listrik. Nanging biaya extraordinarily dhuwur saka prasarana perlu lan kenangan ala manungsa saka hidrogen (Hindenburg lan liyane) ninggalake konsep iki ing backburner kanggo saiki.

"Grid cerdas" sing diarani ing pikiran departemen pemasaran: kendaraan listrik nampa energi sing gedhe nalika produksi paling dhuwur, lan yen perlu bisa bali menyang kothak. Nanging, batere modern durung siyap kanggo tantangan kasebut.

JAWABAN liyane sing bisa nyebabake masalah iki njanjeni tren kaping telu: panggantos mesin pembakaran internal nganggo kendaraan listrik batere (BEV). Salah sawijining argumen utama sing milih kendaraan listrik iki yaiku supaya bisa dadi peserta aktif ing kothak lan njupuk kaluwihan supaya bisa ngasilake yen dibutuhake.

Saben produsen EV, wiwit saka Tesla nganti Volkswagen, nggunakake ide iki ing bahan PR. Nanging, ora ana sing ngakoni apa sing jelas banget kanggo para insinyur: batere modern ora cocog kanggo kerja kasebut.

TEKNOLOGI LITHIUM-ION sing dominasi pasar saiki lan ngirim saka tracker fitness menyang Tesla Model S paling cepet duwe akeh kaluwihan tinimbang konsep lawas kaya baterai asam hidrida utawa hidrida logam nikel. Nanging uga duwe sawetara watesan lan, utamane, cenderung tuwa ..

Umume wong nganggep batere minangka jinis tabung sing listrik bisa "mili". Nanging, ing prakteke, batere ora nyimpen listrik dhewe. Dheweke nggunakake kanggo memicu reaksi kimia tartamtu. Banjur dheweke bisa miwiti reaksi sing ngelawan lan ngrampungake maneh.

Kanggo batere lithium-ion, reaksi kanthi ngeculake listrik katon kaya mangkene: ion lithium dibentuk ing anoda ing batere. Iki minangka atom lithium, sing masing-masing ilang siji elektron. Ion pindhah liwat elektrolit cair menyang katoda. Lan elektron sing diluncurake disalurake liwat sirkuit listrik, nyedhiyakake energi sing dibutuhake. Nalika batere diuripake kanggo ngisi daya, proses kasebut dibalik lan ion dikumpulake bebarengan karo elektron sing ilang.

"Overgrowth" kanthi senyawa lithium bisa nyebabake sirkuit cendhak lan ngobong batere.

Sayange, REAKTIVITAS TINGGI sing nggawe litium cocog kanggo nggawe baterei duwe kekurangan - cenderung melu reaksi kimia liyane sing ora dikarepake. Mulane, lapisan tipis senyawa litium mboko sithik dibentuk ing anoda, sing ngganggu reaksi kasebut. Dadi kapasitas baterei suda. Sing luwih kuat diisi lan dibuwang, lapisan iki dadi luwih kandel. Kadhangkala malah bisa ngeculake sing diarani "dendrit" - mikirake stalaktit saka senyawa litium - sing ngluwihi saka anoda menyang katoda lan, yen tekan, bisa nyebabake sirkuit cendhak lan nyebabake baterei.

Saben siklus pangisian daya lan discharge nyepetake umur baterei lithium-ion. Nanging pangisi daya cepet sing bubar modis kanthi arus telung fase nyepetake proses kasebut. Kanggo smartphone, iki ora dadi alangan gedhe kanggo manufaktur, ing kasus apa wae, dheweke pengin meksa pangguna ngganti piranti saben rong nganti telung taun. Nanging mobil dadi masalah.

Kanggo ngyakinake konsumen supaya tuku kendaraan listrik, pabrikan uga kudu menehi pilihan kanthi cepet. Nanging stasiun cepet kaya Ionity ora cocog digunakake saben dina.

BIAYA BATERAI LAIN TETELU lan malah luwih saka kabeh rega mobil listrik saiki. Kanggo mestekake pelanggan sing padha ora tuku bom ticking, kabeh manufaktur nyedhiyani kapisah, babar pisan baterei maneh. Ing wektu sing padha, dheweke ngandelake pangisian daya sing luwih cepet kanggo nggawe mobil atraktif kanggo lelungan jarak jauh. Nganti saiki, stasiun pangisi daya paling cepet beroperasi ing 50 kilowatt. Nanging Mercedes EQC anyar bisa diisi nganti 110kW, Audi e-tron nganti 150kW, kaya sing ditawakake stasiun pangisian daya Ionitas Eropa, lan Tesla wis siyap ngunggahake bar sing luwih dhuwur.

Produsen kasebut kanthi cepet ngakeni manawa ngisi daya sing cepet bakal ngrusak batere. Stasiun kayata Ionity luwih cocog kanggo kahanan darurat nalika ana wong sing wis adoh lan ora suwe. Yen ora, alon-alon ngisi batere ing omah minangka pendekatan cerdas.

Cara ngisi daya lan ngeculake uga penting kanggo umure. Mula, umume produsen ora nyaranake ngisi daya sing luwih saka 80% lan ngisor 20%. Kanthi pendekatan iki, batere lithium-ion kélangan rata-rata udakara 2 persen kapasitas saben taun. Mula, bisa nganti 10 taun, utawa udakara 200 km, sadurunge kekuwatane mudhun banget nganti ora bisa digunakake ing mobil.

Pungkasan, mesthine, HIDUP BATER gumantung saka komposisi kimia sing unik. Béda kanggo saben pabrikan, lan ing pirang-pirang kasus iku anyar banget nganti ora dingerteni kepiye umure suwe-suwe. Sawetara pabrikan wis janji karo batre generasi anyar kanthi umur "siji yuta mil" (1.6 yuta kilometer). Miturut Elon Musk, Tesla ngupayakake salah sawijine. Perusahaan Cina CATL, sing nyedhiyakake produk menyang BMW lan setengah lusin perusahaan liyane, wis janji manawa batere sabanjure bakal tahan 16 taun, utawa 2 yuta kilometer. General Motors lan LG Chem Korea uga nggawe proyek sing padha. Saben perusahaan kasebut duwe solusi teknologi dhewe-dhewe sing pengin dicoba ing kasunyatan. GM, kayata, bakal nggunakake bahan inovatif kanggo nyegah kelembapan mlebu sel batere, sing dadi penyebab utama skala lithium ing katoda. Teknologi CATL nambahake aluminium menyang anoda nikel-kobalt-mangan. Iki ora mung nyuda kebutuhan kobalt, sing saiki dadi bahan baku sing paling larang, nanging uga bisa nambah umur batere. Paling ora, apa sing diarepake para insinyur Tionghoa. Potensi klien seneng ngerti manawa ana ide sing bisa digunakake.