Bushe Ukulya Carbon ni shani?

Icitontonkanyo ca kubalilapo calungama- iwe ubika umuputule wa carbon uwacepa pa fipe fya mu bateri pa kuti fibe ifya kutwala. LFP iyabula ukufimbapo kaboni ili no kutwala mupepi na 10^-9 S/cm iyo mu kupalako ni nsuntinkanishisho. Lundapo 2-3 wt% iya kufimba kwa carbon kabili mupokelela 10^-3 S/cm, ukufikapo ukupanga battery iyabomba.

Tulabomfya inshila shonse shibili isha CVD ne mishilwa ya kupanga amakemiko iya menshi pa cifulo cesu. CVD ipeela ukulingana bwino lelo ukulipila ukucilapo. Ukufimba kwa menshi kulabomba bwino ku kubomfya kwafulilako kabili ifibombelo fyayanguka.

Moneni amaka yesu aya CVD ayakufimba pakuti mwishibe ifingi pa muulu{0}} icakusalapo.

Bushe mulandu nshi Ifya Kubomfya pa Muputule na Carbon?

Iciputulwa cikalamba ica- icashintilila pa fipe cilekabila. Ukutungulula kwa pa kompyuta kwabipisha ukwabula ukufimba. Isuba lya mpunda, ilya masako ). Nangu ni fipe fimo ifya oxteni filanonkelamo ukufuma ku kufimba nga ca kuti ulesuntinkanya C{5}}s.

Icipe ca kufimbapo na co cibomba nge ciputulwa ca kucingililamo pa kati ka hoster ne fya mu mulu. Ici cikankala sana pa kukaba ukwakulisha apo imibele ya ku lubali yatendeke bwangu. Twalimona ubumi bwa muputule bwalenga 40-50% ukufuma fye pa kufimba, maka maka ilyo ama cell yapita pa muulu wa digiri 45 .

Amakoodi ya silfere ni nama iyapusana. Ukusansa kwa bukulu mu nshita ya kucilikila (300-400%) kukaputula ifya kufwala ifingi. Mulekabila imipangile ya carbon iyayanguka nelyo ukufimba kulafilwa pa numa ya nshita iinono. Twabombele pali ili bwafya pa myaka itatu ilyo tatwapokele ukupanga ukwa kuti mu cine cine kwaimishe ukucila pa miku 200.

Inshila yakuingishamo iya CVD

Ukupanga kwesu ukwa CVD kulabomfya umulilo nangu umupashi wa mu mutwe pa 650 {2 250} 750 digiri . Imitantikile ya maluwa yashintilila pa bukulu bwa ciputulwa - ilingi line 50-200 sclim pa ciputulwa ca 100 kg. Ici cipe cilaonaika pa muulu wa fipimfya kabili cipanga umuputule wa carbon.

Ukukongama kwa kufina kuli pa nshita no kupya{0} amaminiti pa 700 digiri yakutwala mupepi na 5-8 nm ukulingana ne mpanga. Nga mulekabila ukufimbapo sana, mulecibomfya inshita iikalamba, lelo moneni pa kuti mucingilileko ifipe maka maka ne fipe fya pa muulu ifya pa muulu.

Ifilesangwa mu cilangililo ca CVD fyalicilapo ukucila inshila sha kemikali, icipilibula ukutwala bwino. Iciputulwa ca nshita cipeela ica kulya ca mubili ukucila ica mu mpanga lelo cilacilapo ukulipila kabili cilakalipisha nga nshi.

Ubukulu bwa fipe pa mulongo wesu ulwa CVD bwatendeka pali 10 kg ukufika kuli 200 kg. Amabala yakalamba kuti yacitika lelo ukulingana kwa mucinshi kwaba ubwafya. Twalisambilila ici mu nshila iyakosa {- abutukile iciputulwa ca 500 kg umuku umo kabili ica kufimbapo pa fintu ukufuma pa kati ukucila pa mpela cali icapusanako.

Icikomo ca fya mitekele

Ukusankanya umuunga no kwasuka kwa mogsee, ukuuuma, lyene utontonkanyeni mu muulu wa cishilano. Ici cipe cilakwata amaka ya kunwa no kufwala ifya kulya. Icilangililo icayanguka lelo ukucibika mu yunifomu kutwala ukwesha no kulufyanya.

pH iya musango wa glucose kwalicindama. Pa fintu fya kubalilapo nga LFP tulasunga pH ukushinguluka 4{3}}5 eico glucose ilakonka bwino. Intampulo ya kuumishishamo yalicindama - nga mwauma bwangu bwangu mulakwata ukubutuka. Tubomfya ukuyuma kwa kusamba nomba uko kulabomba bwino ukucila ukubika ifipe fyesu ifya kale ifya kuumishishamo.

Ukutenta kwa mubili ilingi line kulaba 500-650 pa kuti umuntu abe no bulwele bwa shuga. Ukutenta kwakulisha kulapeela umuti wa magaratic ayengi lelo mwatendeka ukuoca ifya kulya fya kaboni. Asidi wa cisenshi ni cimbi icakusalapo, cipeela ifyafumamo ifyapalanako ku shuga. Abashitisha bamo balatemwa ifya kufwala lelo mu cine cine tatumwenepo ubupusano bwa kubomba.

Kaboni ukufuma ku kufimba kwa menshi tayaishibikwa bwino bwino na fimbi ifyapilwa(0- Ukutungulula kwalinga, te bwino nga CVD lelo bwino ukufikapo ku mabatiri ayengi. Umuti wali mupepi na 40% uwacepako ukucila CVD pa kg pa fintu ifyabikwa.

Amapepo Twalibomba Pa

Amalipilo ya LFP nalimo ni 70% aya cipimo cesu ica kufimbapo. Iciputulwa ca fipimo ni 2.5 rot% iya carbon, 8-10 nm ukufina. Abashita bamo balefwaya 3% ku kubomfya kwakulisha ukwa mutengo.

Na kabili tulafwala ifya kufwala fya LTO, nangu ca kuti ilingi line. Ilingi line 1-1.5 rot% iya carbon yalifikapo pantu ukutungulula kwa LTO te kubipa nga LFP. Ukufimba kulaafwa mu cipimo cakulisha ica mutengo uukankala ku kubomfya kwa bwangu ukwa kulipila.

NCM811 na fimbi ifya kusenda[11)}rss kulafimba inshita shimo kulafimbwa ku kutekanya kwa pa muulu ukucila ukutwala. Ukufina kwa kufimba kwacepa, napamo 3 {5{5} nm, ukufika fye ku kucefyako ukulanshanya ukwalungatana pakati ka hoster na magesi. Ici cicefyako ukuputuka kwa cimuti ukwa kwaluka uko ni nshila ya kufilwa iya fipe ifya maka pa maka ayakulisha.

Ama alfere ya silfere yalikosa. Ukufimba ukwalinga takubomba pa mulandu wa bwafya bwa kukula kwa bukulu. Twapangile ukupanga kwa carbon no kukosa kumo ukubomfya umuti wa poily uwa- uwacincimuka. Ici cilaonaula ifingi lelo e nshila fye imo iyo twasangile iya kusanga ubumi ubusuma. Nangu ni lilya, mulemona napamo 500-800 imipepele ilyo amaka yacilapo tayalapwa.

Kampani imo iya motoka yalefwaya ukuti tubike amano yabo aya kwesha-rs. Iyi projekiti tayabombele - ifintu fyali ifya kemikali ifyabula ukushintilila pa nshita ya kufimba kabili twatwalilile ukumona ukwaluka kwa ciputulwa. Inshita shimo ukufimba te nshita ya kupwisha.

Amanamba ya cine cine ukufuma ku Mabungano ya Kupanga

Umweshi wapwile twafikile pa matani 3 aya LFP ku kasitoma mu Korea wa ku Masamba. Iciputulwa ca nshita cali 2.8 wt% iya carbon. Ifyasangwa pa 2.65% ukufika kuli 2.95%, ifyo fyaba mu kati ka ±0.3% ukushipikisha. Ukutungulula pa mapelles ayafina pa kati ka 8.2 x 10^-3 S/cm.

Pa kulinganya, ifintu fimo fine ifishalembelwe fyapimine 2.1 x 10^-9 S/cm. Ico cili mupepi na mamilioni 4 aya kulundulula mu kutwala, nangula ukulinganisha ukutwala kwa fipimo ku kutwala kwa fipimfya te nshila iyapwililika.

Ukufwailisha kwa mweo pa maselo ya ndalama (C/3, C/3 iya kufumyapo, 2.5-3V) yalangishe ukusunga amaka ya 91% panuma ya 1000 imipepele pa madigiri 25 . Icishinka ca kasitoma cali 90% kanshi capitile.

Imitantikile iyalangishiwa eyo tufikilisha mu kupanga, te fishinka fya kufwailako.

Amafya ya Kulya Ayalinga Twamona

Ukufimba ukwabula ukufikilishiwa e bwafya ubusangwa sana, maka maka ku kufimba kwa menshi. Mupwisha ne fifulo fya fye pa muulu wa fipimfya ifilenga ukubika amano ku ncende mu nshita ya kucilikila. Ici cilanga nga amaka yapwa panuma ya 200-300.

Ukusansa kwa menshi ayafina nga nshi. Twali ne ciputulwa cimo uko ukufimba kwali 25 nm ukucila pa cipimo ca 10 nm pa mulandu wa bwafya bwa kucenjela ukutenta. Ukufikapo kwa mutengo kwali no kumona ukubipilako- ama cell tayacitile ukufumya kwa 1C ukwabula ukupona kwa maka ukwakulisha.

Ukufuuta kwa carbon mu nshita ya kusungila ni cimbi icintu. Icipowe icatonta cifwile ukusungwa mu mibele yauma. Twalikwata umushimbe uwasungile ifipe mu cifulo ca kusungilamo ifipe ica mutonshi pa myeshi mutanda kabili ifya muli carbon fyaliponene ukufuma pali 2.5% ukufika kuli 1.9%. Kaboni alefuuta panono panono mu mwela uwatonta.

Ifibombelo na Amaka

Icipe cesu ica CVD icikalamba kuti cabomfya amakilomita 200. Kabili tuli ne cipe icinono ica R&D ica makilomita 5-10 ilyo abashita balefwaya ukupima ifya kufwala ifipya. Ukupilibuka kwa mabandi aya R&D ilingi line ni milungu 1-2. Amapepala ya kupanga ifintu yatwala imilungu 3-4 ukufuma ku kupokelela ifipe ukufika ku kutuma.

Umutande wa kufimbapo uwa menshi uli ne cipimo cakulisha, ukufika kuli 500 kg pa ciputulwa. Ica kucefyako ilingi line ni maka ya kuumishishamo ifya kusamba ukucila pa cipe ca pirosis.

Tulekulisha amaka umwaka uleisa ne mibombele ipya iya CVD, ifwile ukuba pa Intaneti ukupitila muli Q{0}} amaka ya mulimo ni 300 amakilomita ayo yakaafwa na bamo abashita besu abakulu.

Ukubomba bwino

Nga ca kuti uli ne fintu ifinganonkelamo ukufuma ku kufimba lelo taushininkishe, kuti twacita ukufwailisha kwa kutungulula. Ukucepa kwa bukulu ilingi line kulaba amagramu 200. Tukaesha imisango ya fipe ifyapusanapusana kabili tukapeela ifya kumwenako ifyafimbwa pamo ne fyebo fya maka ukufuma ku maselo ya ndalama.

Umutengo wa kutungulula ushintilila pa kwesha ubukulu. Ukupima kwa kufimba ukwa pa nshi no kwesha kwa maselo ya ndalama kulapita mupepi na $3500. Nga mulefwaya ukufwailisha ukwakulisha nga ukukuula ama cell yonse nangu ayatali ayalandwa aya kuti kuti twasosa ifyo ukwapusana.

Ubwafya bumo ubo tubutukila mu mulimo wa kukuula bwa kuti ifyasangwa mu laboratory tafipilibula lyonse ku cipimo ca kupanga. Twalibikile ifya kufwala pa cipimo ca 50 ica gram icalemoneka bwino, lelo ilyo twapimine ukufika kuli 50 kg ukulingana kwa kufwala kwali ukwabipisha. Ukusabankanya kwa bukulu bwa ciputulwa ne ncende ya pa muulu fyonse fibili filakuma imibele ya kufimba kabili inshita shimo ifibomba ifinono tafibomba ifikulu.

Ifintu Ifya mutengo

Ukufimba kwa CVD kwalundako mupepi na $2-4 pa kg kuli umutengo wa fipe ukulingana na ubukulu bwa ciputulwa no kufimba. Ukufimba kwa kemikali ukwa menshi ni $1.50-2.50 kuli kg.

Iciputulwa ca nshita ica kupanga ifya kufwala ilingi line ciba 50 kg. Pa nshi ya ico umutengo wa kupanga ulelenga ukuti cibe icakosa. Pa lwa bukulu bwa kukula pe samba lya 50 kg tulalipila indalama sha kupanga.

Nga muleshita ifintu ifya pa ntanshi ukufuma kuli ifwe (uulepuuta) no kutulenga ukucifimba, kuti twakwata umutengo usuma ukucila nga mwatutuma ifyo mulelanda. Ifya kupangapanga fyayanguka kabili twapangwa kale na bapeela ifya kupangapanga.

Ifya kufwala ifya kufwala ifya kufwala filafwaya ukusakamana pantu umuunga e wacilapo ukubipa ukucila ifyo umuntu tashilembelwepo. Tubomfya UN lyena{11}} ukupakasa no kutuma ukupitila mu kutwala fye. Ukutwala umwela takwasuminishiwa ku fipe ifingi ifya kaboni{3}} ifyabikwa pa mulandu wa bwafya bwa mulilo.

Ukupima no Kulondolola

Ukupima kwalinga uko tupeela na cila ciputulwa:

Ifilesangwa muli Carbon ukupitila mu kufwailisha kwakupanga (±0.1 wt%)

Ububuso

Ukusabankanya ubukulu bwa ciputulwa (D10, D50, D90)

Ifilesangwa mu myoto

Ifikope fya SEM (ifyapeelwa pa kwipusha)

Ukufwailisha ukwalundwako kulipo:

Ukupima kwakutwala pa mapelu ayatiinine

Iciputulwa ca pa muulu ica BET

XRD ku mipangilwe ya kristalo

TEM ukucilacitile- imiputule ya kufimbilamo ukushininkisha kwa bukulu

ICP -MS ku kupituluka mu fyabipa

Ukupima ama cell ya coin (ukubomba bwino, amaka ya kupima, ukukanakonka)

Abashita abengi balafwaya fye ukufwailisha kwa pa ntanshi pamo no kupima ifya kucita. Ukulondolola bwino bwino kwalundako mupepi no mulungu umo ku kwalula inshita no kulipila ifyalundwako.

Ico tatucita .

Tatubika amalaiti ya malaiti. Ifibombelo fyesu fyapangilwe ku kufimbapo umuunga. Nga mulefwaya ukufimbapo kale{2}} amalaiti ayapangilwe na maka ayapusana yonse.

Na kabili tatubomfya ifipe ifyakwata amasakamika yakalamba aya kucingililwa. Takuli amapauni ya cimuti, tapali umwela uwalingacitile. Ifipe fya mabatiri ifyalinga fyali bwino lelo nga ca kuti ifipe fyenu ifya ku mubili mu muulu te kuti tubombe na co.

Ultra- ica kufwala ica busaka (umusango wa mubumbi) te fyo twabika amano. Twalibikwa pa fipe fya mu bateri ifipilibula ubusangu ubusuma lelo te pa muulu wa muputule uwa busaka. Nga mulefwaya ukucefyako ukukongama kwa mubili mulekabila umusango umbi uwa cifulo.

Ifyakumwenako

Kampani ya battery mu Michigen yatutumine silikoni yabo(00)} ifyakupangapanga ifya aside. Baali balemona ukucepa kwa maka pa numa ya milungu 150. Twalicibikile pamo ne mibele yesu iya carbon iyayanguka kabili bali no mweo ukufika ku miku 600. Umutengo wa fipe walikulile na $3.50/kg lelo ukuwamya kwa mibombele kwalungike ku kubomfya kwabo.

Iciputulwa cimbi calibikilemo ukubika NCM81111 ku muntu uwa ku Europe uwa ku Europe. Basakamene pa lwa maka ya maka pa maka ya pa muulu (4.3V ukuputula). Iciputulwa ca NCM81111 calangishe 15% ukuonaika kwa maka pa numa ya 500 ukutendeka. Pamo na 1 wt% ukufimba kwa carbon pamo no kundapa kwa pa muulu twapokelele ifyo ukufika kuli 8% ukuonaika kwa maka. Ukufimba takwali fye ecilenga{{111}} na kabili balengeshe ukulemba kwabo ukwa maka { {12} lelo kwalyafwile.

Twabombele ne bumba lya kufwailisha ilyakupanga umusango upya uwa misango (Icibulukutu panuma ica NCM). Ifyakubomfya fyalikwete amaka ayasuma lelo amaka ya mitengo ayabipisha. Pa numa ya kufimba na 2% iya carbon amaka ya kufumya pa 1C yalilungishiwe ukufuma pali 140 mA / g ukufika kuli 168 mA/g. Ukutungulula kwali e kwalengele ukuti ifintu fibe bwino.

Inshita shimo ukufimba takupwisha ubwafya. Twalikwata umushimbe uwakwata amaka ya bwangu bwangu mu maselo yabo kabili baletontonkanya ukuti ukufimba kwali no kucilungisha. Pa numa ya kufwailisha twasangile ukuti faelo yabo yali ni pa mulandu wa kuti umuputule wa pa nshi wali no kupaapaata mu nshita ya kushalika bwangu. Ukufimba ing’anda ya ng’ombe takwali no kwafwa muli ifyo. Twasondwelele ukuti balelolesha pa nshita yabo iya kulipila mu cifulo ca iko.

Ifyakubomfya ifyakupangapanga

Twalipulinta amapepala yamo pa fya kufwala fya carbon nga mulefwaya ifyebo na fimbi pali sayansi. Iciputulwa cikalamba cili pa numa ya fibumba fya kulipila lelo kuti twatuma ama PDF nga mwatutumina.

Nga mulebomba ne fipe fya mu fyuma fya mu fyuma kabili mulefwaya ukwishiba ulubali lwa fipe, ici cipande pa [umusambo wa mu lastium ulakwata amabatiri] ilafimba bwino bwino ifya kubalilapo. Ukwishiba ifyakupangapanga ifya mabatiri kulaafwa ukulondolola umulandu ukufimba kulenga ubupusano bwa musango yo kuli LFP mu kulungatika.