Bakit ang mabilis na pag-charge ay ang pagkamatay ng mga baterya
Nais nilang baguhin ang langis, ngunit mayroon pa rin silang nakamamatay na kapintasan na tahimik tungkol sa mga tagagawa.
Ang Panahon ng Coal ay matagal nang naalala. Nagtatapos na rin ang panahon ng langis. Sa ikatlong dekada ng XNUMX siglo, malinaw na nabubuhay tayo sa panahon ng mga baterya.
ANG KANILANG ROLE ay palaging may katuturan mula nang pumasok ang kuryente sa buhay ng tao. Ngunit ngayon tatlong takbo ang biglang gumawa ng pag-iimbak ng enerhiya na pinakamahalagang teknolohiya sa planeta.
Ang unang trend ay ang boom sa mga mobile device - mga smartphone, tablet, laptop. Dati kailangan namin ng mga baterya para sa mga bagay tulad ng mga flashlight, mobile radio at portable na device - lahat ay medyo limitado ang paggamit. Ngayon, ang bawat isa ay may hindi bababa sa isang personal na mobile device, na ginagamit niya halos palagi at kung wala ito ay hindi maiisip ang kanyang buhay.
Ang SECOND TREND ay ang paggamit ng renewable energy sources at ang biglaang pagkakaiba sa pagitan ng mga peak ng produksyon at pagkonsumo ng kuryente. Dati ay madali: kapag ang mga may-ari ay nagbukas ng mga kalan at TV sa gabi, at ang pagkonsumo ay tumaas nang husto, ang mga operator ng mga thermal power plant at nuclear power plant ay kailangan lamang na dagdagan ang kapangyarihan. Ngunit sa henerasyon ng solar at hangin, ito ay imposible: ang tugatog ng produksyon ay kadalasang nangyayari sa panahon na ang pagkonsumo ay nasa pinakamababang antas nito. Samakatuwid, ang enerhiya ay dapat na nakaimbak sa anumang paraan. Ang isang pagpipilian ay ang tinatawag na "hydrogen society", kung saan ang kuryente ay na-convert sa hydrogen at pagkatapos ay pinapakain ang gasolina sa grid at mga de-koryenteng sasakyan. Ngunit ang napakataas na halaga ng kinakailangang imprastraktura at ang masasamang alaala ng sangkatauhan ng hydrogen (Hindenburg at iba pa) ay iniiwan ang konseptong ito sa backburner sa ngayon.
Ang tinaguriang "matalinong grids" ay nasa isip ng mga kagawaran ng marketing: ang mga kotseng de kuryente ay tumatanggap ng labis na enerhiya sa rurok na produksyon, at kung gayon, kung kinakailangan, maibabalik ito sa grid. Gayunpaman, ang mga modernong baterya ay hindi pa handa para sa isang hamon.
IBA PANG POSIBLENG SAGOT sa problemang ito ay nangangako ng isang pangatlong kalakaran: ang kapalit ng panloob na mga engine ng pagkasunog na may mga de-bateryang de-koryenteng sasakyan (BEV). Ang isa sa mga pangunahing argumento na pabor sa mga sasakyang de-kuryente ay ang maaari silang maging aktibong mga kalahok sa grid at kunin ang sobra upang maibalik ang mga ito kung kinakailangan.
Ang bawat tagagawa ng EV, mula sa Tesla hanggang Volkswagen, ay gumagamit ng ideyang ito sa kanilang mga PR material. Gayunpaman, wala sa kanila ang umaamin kung ano ang masakit na malinaw sa mga inhinyero: ang mga modernong baterya ay hindi angkop para sa naturang trabaho.
Ang LITHIUM-ION TECHNOLOGY na nangingibabaw sa merkado ngayon at naghahatid mula sa iyong fitness bracelet hanggang sa pinakamabilis na Tesla Model S ay may maraming kalamangan kaysa sa mga mas lumang konsepto tulad ng lead acid o nickel metal hydride baterya. Ngunit mayroon din itong ilang mga limitasyon at, higit sa lahat, isang ugali sa pagtanda ..
Karamihan sa mga tao ay nag-iisip ng mga baterya bilang isang uri ng tubo kung saan "dumadaloy" ang kuryente. Gayunpaman, sa pagsasagawa, ang mga baterya ay hindi nag-iimbak ng kuryente nang mag-isa. Ginagamit nila ito upang magpalitaw ng ilang mga reaksyong kemikal. Pagkatapos ay maaari nilang simulan ang kabaligtaran reaksyon at makuha muli ang kanilang singil.
Para sa mga baterya ng lithium-ion, ang reaksyon ng paglabas ng kuryente ay ganito: ang mga lithium ions ay nabuo sa anode sa baterya. Ito ang mga atomo ng lithium, bawat isa ay nawalan ng isang electron. Ang mga ions ay lumilipat sa likidong electrolyte sa cathode. At ang inilabas na mga electron ay nai-channel sa pamamagitan ng isang de-koryenteng circuit, na nagbibigay ng lakas na kailangan natin. Kapag ang baterya ay naka-on para sa pagsingil, ang proseso ay baligtad at ang mga ions ay nakolekta gamit ang mga nawalang electron.
Ang "sobrang pagtubo" na may mga lithium compound ay maaaring maging sanhi ng isang maikling circuit at mag-apoy ng baterya.
Sa kasamaang palad, gayunpaman, ang HIGH REACTIVITY na ginagawang angkop ang lithium para sa paggawa ng mga baterya ay may isang downside - ito ay may posibilidad na lumahok sa iba, hindi kanais-nais na mga kemikal na reaksyon. Samakatuwid, ang isang manipis na layer ng lithium compound ay unti-unting nabubuo sa anode, na nakakasagabal sa mga reaksyon. At kaya bumababa ang kapasidad ng baterya. Kung mas matindi ang pag-charge at pag-discharge nito, nagiging mas makapal ang coating na ito. Minsan maaari pa itong maglabas ng tinatawag na "dendrites" - isipin ang mga stalactites ng lithium compound - na umaabot mula sa anode hanggang sa katod at, kung maabot nila ito, ay maaaring magdulot ng short circuit at mag-apoy sa baterya.
Ang bawat cycle ng charge at discharge ay nagpapaikli sa buhay ng lithium-ion na baterya. Ngunit ang kamakailang naka-istilong mabilis na pagsingil na may tatlong-phase na kasalukuyang makabuluhang nagpapabilis sa proseso. Para sa mga smartphone, hindi ito isang malaking hadlang para sa mga tagagawa, sa anumang kaso, gusto nilang pilitin ang mga user na baguhin ang kanilang mga device tuwing dalawa hanggang tatlong taon. Ngunit ang mga kotse ay isang problema.
Upang kumbinsihin ang mga mamimili na bumili ng mga de-koryenteng sasakyan, dapat silang akitin ng mga tagagawa sa mga mabilis na pagpipilian sa pagsingil. Ngunit ang mga mabilis na istasyon tulad ng Ionity ay hindi angkop para sa araw-araw na paggamit.
ANG HALAGA NG BATTERY AY PANGATLO at higit pa sa buong presyo ng electric car ngayon. Upang kumbinsihin ang kanilang mga customer na hindi sila bibili ng ticking bomb, lahat ng mga manufacturer ay nagbibigay ng hiwalay at mas mahabang warranty ng baterya. Kasabay nito, umaasa sila sa mas mabilis na pagsingil upang gawing kaakit-akit ang kanilang mga sasakyan para sa malayuang paglalakbay. Hanggang kamakailan lamang, ang pinakamabilis na istasyon ng pagsingil ay umaandar sa 50 kilowatts. Ngunit ang bagong Mercedes EQC ay maaaring singilin ng hanggang 110kW, ang Audi e-tron hanggang 150kW, gaya ng inaalok ng European Ionity charging station, at naghahanda si Tesla na itaas ang bar nang mas mataas.
Ang mga tagagawa na ito ay mabilis na aminin na ang mabilis na pagsingil ay makakasira ng mga baterya. Ang mga istasyon tulad ng Ionity ay mas angkop para sa mga emerhensiya kapag ang isang tao ay malayo na at may kaunting oras. Kung hindi man, mabagal na singilin ang iyong baterya sa bahay ay isang matalinong diskarte.
Kung gaano ito singil at pinalabas na ito ay mahalaga din sa habang-buhay. Samakatuwid, ang karamihan sa mga tagagawa ay hindi inirerekumenda ang pagsingil sa itaas ng 80% o mas mababa sa 20%. Sa pamamaraang ito, ang isang baterya ng lithium-ion ay nawawala sa average na halos 2 porsyento ng kapasidad nito bawat taon. Sa gayon, maaari itong tumagal ng 10 taon, o hanggang sa halos 200 km, bago bumaba ang lakas nito na hindi ito magamit sa isang kotse.
Panghuli, syempre, ang BATTERY Life ay nakasalalay sa natatanging komposisyon ng kemikal. Ito ay naiiba para sa bawat tagagawa, at sa maraming mga kaso ito ay napakas bago na hindi nito alam kung paano ito tatanda sa paglipas ng panahon. Maraming mga tagagawa ang nangangako na ng isang bagong henerasyon ng mga baterya na may buhay na "isang milyong milya" (1.6 milyong kilometro). Ayon kay Elon Musk, ang Tesla ay nagtatrabaho sa isa sa mga ito. Ang kompanyang Tsino na CATL, na naghahatid ng mga produkto sa BMW at kalahating dosenang iba pang mga kumpanya, ay nangako na ang susunod na baterya ay tatagal ng 16 taon, o 2 milyong kilometro. Ang General Motors at ang LG Chem ng Korea ay nagkakaroon din ng magkatulad na proyekto. Ang bawat isa sa mga kumpanyang ito ay may kani-kanilang mga solusyon sa teknolohiya na nais nilang subukan sa totoong buhay. Halimbawa, ang GM ay gagamit ng mga makabagong materyales upang maiwasan ang pagpasok ng kahalumigmigan ng mga cell ng baterya, na pangunahing sanhi ng pag-scale ng lithium sa katod. Ang teknolohiya ng CATL ay nagdaragdag ng aluminyo sa nickel-cobalt-manganese anode. Hindi lamang nito binabawasan ang pangangailangan para sa kobalt, na kasalukuyang pinakamahal sa mga hilaw na materyales, ngunit nagdaragdag din ng buhay ng baterya. Hindi bababa sa iyan ang inaasahan ng mga inhinyero ng Tsino. Ang mga potensyal na kliyente ay nalulugod na malaman kung ang isang ideya ay gumagana sa pagsasanay.
