Tlhokahalo e potlakileng ea ho fokotsa ho ntšoa ha khabone e tsamaisa khato e potlakileng e lebisang ho lipalangoang tse fehlang motlakase le ho atolosa phepelo ea matla a letsatsi le a moea holim'a marang-rang.Haeba mekhoa ena e ntse e eketseha joalokaha ho lebeletsoe, tlhokahalo ea mekhoa e metle ea ho boloka matla a motlakase e tla matlafala.
Re hloka maano ohle ao re ka a fumanang ho rarolla tšokelo ea phetoho ea maemo a leholimo, ho bolela Dr Elsa Olivetti, motlatsi oa moprofesa oa mahlale a thepa le boenjiniere ho Esther le Harold E. Edgerton.Ho hlakile hore nts'etsopele ea mahlale a polokelo ea marang-rang a bohlokoa haholo.Empa bakeng sa lits'ebetso tsa mehala - haholo lipalangoang - lipatlisiso tse ngata li shebane le ho ikamahanya le maemo a kajenolibeteri tsa lithium-ionho bolokeha, ho ba nyane le ho kgona ho boloka matla a mangata bakeng sa boholo le boima ba tsona.
Libetri tse tloaelehileng tsa lithium-ion li ntse li tsoela pele ho ntlafala, empa mefokolo ea tsona e ntse e le teng, karolo e 'ngoe ka lebaka la sebopeho sa bona.Libetri tsa lithium-ion li na le li-electrode tse peli, e le 'ngoe e ntle le e mpe, e kentsoeng ka har'a mokelikeli oa tlhaho (o nang le carbon).Ha betri e tjhajoa le ho tsoa, likaroloana tsa lithium (kapa li-ion) tse qosoang li fetisoa ho tloha ho elektrode e 'ngoe ho ea ho e' ngoe ka electrolyte ea mokelikeli.
Bothata bo bong ka moralo ona ke hore maemong a itseng a motlakase le mocheso, electrolyte ea mokelikeli e ka fetoha e fetohang 'me ea chesa.Ka kakaretso libeteri li bolokehile tlas'a ts'ebeliso e tloaelehileng, empa kotsi e ntse e le teng, ho bolela Ngaka Kevin Huang Ph.D.'15, rasaense oa lipatlisiso sehlopheng sa Olivetti.
Bothata bo bong ke hore libeteri tsa lithium-ion ha lia lokela ho sebelisoa likoloing.Lipakete tse kholo, tse boima tsa libeteri li nka sebaka, li eketsa boima ba koloi ka kakaretso le ho fokotsa ts'ebetso ea mafura.Empa ho bonahala ho le thata ho etsa hore libeteri tsa kajeno tsa lithium-ion li be nyane hape li be bobebe ha li ntse li boloka matla a tsona - palo ea matla a bolokiloeng ka gram ea boima ba 'mele.
Ho rarolla mathata ana, bafuputsi ba fetola likarolo tsa bohlokoa tsa libeteri tsa lithium-ion ho etsa mofuta o tiileng kapa o tiileng.Ba nkela sebaka sa electrolyte ea mokelikeli bohareng ka electrolyte e tšesaane e tiileng e tsitsitseng holim'a mefuta e mengata ea mocheso le mocheso.Ka electrolyte ena e tiileng, ba ile ba sebelisa eleketrode e ntle ea bokhoni bo phahameng le electrode e phahameng ea lithium metal negative e neng e le tlase haholo ho feta lera le tloaelehileng la porous carbon.Liphetoho tsena li lumella sele e nyenyane haholo ka kakaretso ha e ntse e boloka matla a eona a ho boloka matla, e leng se hlahisang matla a mangata a matla.
Likarolo tsena - ts'ireletseho e matlafalitsoeng le bongata bo boholo ba matla- mohlomong ke melemo e 'meli e atisang ho hlahisoa ea li-betri tsa boemo bo tiileng, leha ho le joalo lintho tsena kaofela li lebeletsoe pele ebile li lebeletsoe, 'me ha se hakaalo hore li ka finyelloa.Leha ho le joalo, monyetla ona o na le bafuputsi ba bangata ba batlang ho fumana lisebelisoa le meralo e tla phethahatsa tšepiso ena.
Ho nahana ka ntle ho laboratori
Bafuputsi ba hlahisitse maemo a mangata a khahlang a shebahalang a ts'episa ka laboratoring.Empa Olivetti le Huang ba lumela hore ho latela ho potlaka ha phephetso ea phetoho ea tlelaemete, lintlha tse ling tse sebetsang li ka ’na tsa e-ba bohlokoa.Rōna bafuputsi re lula re na le metrics ka laboratoring ho lekola lisebelisoa le lits'ebetso tse ka bang teng, ho bolela Olivetti.Mehlala e ka kenyelletsa bokhoni ba polokelo ea matla le litefiso tsa ho tjhaja/ho felloa ke matla.Empa haeba sepheo e le ts'ebetsong, re fana ka maikutlo a ho kenyelletsa metrics e sebetsanang ka ho toba le monyetla oa ho eketseha ka potlako.
Lisebelisoa le ho fumaneha
Lefatšeng la li-electrolyte tse tiileng tsa inorganic, ho na le mefuta e 'meli ea mantlha ea thepa - li-oxide tse nang le oksijene le sulfide tse nang le sebabole.Tantalum e hlahisoa e le sehlahisoa sa merafo ea thini le niobium.Lintlha tsa nalane li bonts'a hore tlhahiso ea tantalum e haufi le matla a holimo ho feta a germanium nakong ea merafo ea tin le niobium.Ho fumaneha ha tantalum ka hona ke ho ameha ho hoholo bakeng sa ho eketseha ho ka khonehang ha lisele tse thehiloeng ho LLZO.
Leha ho le joalo, ho tseba boteng ba ntho e itseng fatše ha ho rarolle mehato e hlokahalang ho e kenya matsohong a bahlahisi.Ka hona bafuputsi ba ile ba batlisisa potso e latelang mabapi le phepelo ea lintho tse ka sehloohong - merafo, ts'ebetso, ho hloekisa, ho tsamaisa, joalo-joalo. Ho nka hore ho na le phepelo e ngata, na ketane ea phepelo bakeng sa ho fana ka lisebelisoa tsena e ka atolosoa kapele ho lekana ho kopana le kholo e ntseng e hola. tlhokahalo ea libeteri?
Tlhahlobong ea mohlala, ba shebile hore na ketane ea phepelo ea germanium le tantalum e tla hloka bokae ho hola selemo le selemo ho fana ka libeteri bakeng sa likepe tse reriloeng tsa 2030 tsa likoloi tsa motlakase.Ka mohlala, sehlopha sa likoloi tsa motlakase, tse atisang ho boleloa e le sepheo sa 2030, se tla hloka ho hlahisa libeteri tse lekaneng ho fana ka kakaretso ea lihora tsa gigawatt tsa 100 tsa matla.Ho fihlela sepheo sena, ka ho sebelisa libeteri tsa LGPS feela, ketane ea phepelo ea germanium e tla hloka ho hola ka 50% selemo le selemo - nako e telele, kaha sekhahla se seholo sa kholo e bile 7% nakong e fetileng.Ho sebelisa lisele tsa LLZO feela, phepelo ea phepelo ea tantalum e tla hloka ho hola ka hoo e ka bang 30% - sekhahla sa kholo se kaholimo ho nalane ea nalane ea hoo e ka bang 10%.
Mehlala ena e bonts'a bohlokoa ba ho nahana ka ho fumaneha ha thepa le ketane ea phepelo ha ho lekoa bokhoni ba ho phahamisa li-electrolyte tse tiileng tse fapaneng, ho bolela Huang: Leha bongata ba thepa e se taba, joalo ka germanium, e phahamisa tsohle. mehato ea ketane ea phepelo ho tsamaisana le tlhahiso ea likoloi tsa motlakase tsa nako e tlang e ka hloka sekhahla sa kholo seo ho seng mohla se kileng sa bonoa.
Lisebelisoa le ts'ebetso
Ntlha e 'ngoe e lokelang ho nahanoa ha ho hlahlojoa bokhoni ba ho hlaka ba moralo oa betri ke bothata ba ts'ebetso ea tlhahiso le phello eo e ka bang le eona litšenyehelong.Ho na le mehato e mengata e ke keng ea qojoa e amehang tlhahisong ea betri ea boemo bo tiileng, 'me ho hlōleha ha mohato leha e le ofe ho eketsa litšenyehelo tsa sele e' ngoe le e 'ngoe e hlahisoang ka katleho.
E le moemeli oa bothata ba tlhahiso, Olivetti, Ceder le Huang ba ile ba lekola phello ea sekhahla sa ho hloleha ho theko eohle ea meralo e khethiloeng ea betri ea boemo bo tiileng polokelong ea bona.Mohlala o le mong, ba tsepamisitse maikutlo ho oxide LLZO.LLZO e brittle haholo 'me maqephe a maholo a tšesaane ka ho lekaneng hore a ka sebelisoa ts'ebetsong e phahameng ea libeteri tsa boemo bo tiileng li ka' na tsa robeha kapa tsa soahla ka mocheso o phahameng o amehang ts'ebetsong ea tlhahiso.
Ho fumana litšenyehelo tsa litšenyehelo tsa ho hlōleha ho joalo, ba ile ba etsisa mehato e mene ea ts'ebetso ea bohlokoa e amehang ho bokella lisele tsa LLZO.Mothating o mong le o mong, ba ne ba bala litšenyehelo ho latela seo ho nahanoang hore se kotuloe, ke hore, palo ea lisele tse ileng tsa sebetsoa ka katleho ntle le ho hlōleha.Bakeng sa LLZO, lihlahisoa li ne li le tlase haholo ho feta liqapi tse ling tseo ba ithutileng tsona;ho feta moo, ha lihlahisoa li fokotseha, litšenyehelo tsa kilowatt-hora (kWh) ea matla a lisele li ile tsa eketseha haholo.Ka mohlala, ha lisele tse ling tsa 5% li kenngoa mohatong oa ho qetela oa ho futhumatsa cathode, litšenyehelo li ile tsa eketseha ka hoo e ka bang $30/kWh - phetoho e sa utloahaleng ha ho nahanoa hore tefiso e amoheloang ka kakaretso bakeng sa lisele tse joalo ke $100/kWh.Ka ho hlakileng, mathata a tlhahiso a ka ba le phello e tebileng ho khoneha ha ho amoheloa ka mokhoa o moholo oa moralo.
Nako ea poso: Sep-09-2022