ឡានអគ្គិសនីម្សិលមិញថ្ងៃនេះថ្ងៃស្អែកៈវគ្គ ៣
មាតិកា
ពាក្យថា "អាគុយលីចូម - អ៊ីយ៉ុង" លាក់បាំងនូវបច្ចេកវិទ្យាជាច្រើន។
រឿងមួយគឺប្រាកដ - ដរាបណាគីមីវិទ្យាលីចូម - អ៊ីយ៉ុងនៅតែមិនផ្លាស់ប្តូរក្នុងរឿងនេះ។ គ្មានបច្ចេកវិជ្ជាផ្ទុកថាមពលគីមីផ្សេងទៀតអាចប្រកួតប្រជែងជាមួយលីចូមអ៊ីយ៉ុងបានទេ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ចំនុចនោះគឺថាមានការរចនាផ្សេងៗគ្នាដែលប្រើវត្ថុធាតុផ្សេងគ្នាសម្រាប់ cathode, anode និង electrolyte ដែលនីមួយៗមានគុណសម្បត្តិខុសៗគ្នាទាក់ទងនឹងភាពធន់ (ចំនួននៃបន្ទុក និងវដ្តនៃការបញ្ចោញរហូតដល់សមត្ថភាពសំណល់ដែលអាចអនុញ្ញាតបានសម្រាប់រថយន្តអគ្គិសនី។ 80%), ថាមពលជាក់លាក់ kWh/kg, តម្លៃអឺរ៉ូ/kg ឬអនុបាតថាមពលទៅថាមពល។
ត្រលប់មកទាន់ពេល
លទ្ធភាពនៃការអនុវត្តដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីនៅក្នុងអ្វីដែលគេហៅថា។ កោសិកាលីចូម - អ៊ីយ៉ុងបានមកពីការបំបែកនៃប្រូតុងលីចូម និងអេឡិចត្រុងពីការប្រសព្វលីចូមនៅ cathode កំឡុងពេលសាកថ្ម។ អាតូមលីចូមអាចបរិច្ចាគអេឡិចត្រុងមួយក្នុងចំណោមអេឡិចត្រុងទាំងបីយ៉ាងងាយស្រួល ប៉ុន្តែសម្រាប់ហេតុផលដូចគ្នា វាមានប្រតិកម្មខ្លាំង ហើយត្រូវតែដាច់ឆ្ងាយពីខ្យល់ និងទឹក។ នៅក្នុងប្រភពវ៉ុល អេឡិចត្រុងចាប់ផ្តើមផ្លាស់ទីតាមសៀគ្វីរបស់ពួកគេ ហើយអ៊ីយ៉ុងត្រូវបានដឹកនាំទៅ anode កាបូន-លីចូម ហើយឆ្លងកាត់ភ្នាសត្រូវបានភ្ជាប់ទៅវា។ ក្នុងអំឡុងពេលនៃការឆក់ចលនាបញ្ច្រាសកើតឡើង - អ៊ីយ៉ុងត្រឡប់ទៅ cathode ហើយអេឡិចត្រុងឆ្លងកាត់បន្ទុកអគ្គីសនីខាងក្រៅ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការសាកថ្មដែលមានល្បឿនលឿន និងការឆក់ពេញលេញ បណ្តាលឱ្យមានការបង្កើតការតភ្ជាប់ជាប់លាប់ថ្មី ដែលកាត់បន្ថយ ឬសូម្បីតែបញ្ឈប់មុខងាររបស់ថ្ម។ គំនិតនៅពីក្រោយការប្រើប្រាស់លីចូមជាអ្នកបរិច្ចាគភាគល្អិតកើតចេញពីការពិតដែលថាវាជាលោហៈស្រាលបំផុត ហើយអាចបញ្ចេញប្រូតុង និងអេឡិចត្រុងយ៉ាងងាយស្រួលនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌត្រឹមត្រូវ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ អ្នកវិទ្យាសាស្ត្រកំពុងបោះបង់ចោលការប្រើប្រាស់លីចូមសុទ្ធយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដោយសារតែភាពប្រែប្រួលខ្ពស់ សមត្ថភាពភ្ជាប់ជាមួយខ្យល់ និងសម្រាប់ហេតុផលសុវត្ថិភាព។
ថ្មលីចូម - អ៊ីយ៉ុងដំបូងត្រូវបានបង្កើតឡើងក្នុងទសវត្សឆ្នាំ ១៩៧០ ដោយលោកម៉ៃឃើលវីងថាំដែលបានប្រើលីចូមសុទ្ធនិងស៊ុលតង់ទីតានជាអេឡិចត្រូត។ អេឡិចត្រូតអេឡិចត្រូនិចនេះលែងត្រូវបានប្រើទៀតហើយប៉ុន្តែតាមពិតដាក់មូលដ្ឋានគ្រឹះសម្រាប់អាគុយលីចូម - អ៊ីយ៉ុង។ នៅទសវត្សឆ្នាំ ១៩៧០ សាម៉ាបាស៊ូបានបង្ហាញពីសមត្ថភាពក្នុងការស្រូបយកអ៊ីយ៉ុងលីចូមពីក្រាហ្វិចប៉ុន្តែអរគុណចំពោះបទពិសោធន៍នៅសម័យនោះអាគុយបំផ្លាញខ្លួនឯងភ្លាមៗនៅពេលសាកនិងរំសាយ។ នៅទសវត្សឆ្នាំ ១៩៨០ ការអភិវឌ្ឍន៍ដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងបានចាប់ផ្តើមស្វែងរកសមាសធាតុលីចូមដែលសមស្របសម្រាប់ cathode និង anode នៃអាគុយហើយរបកគំហើញជាក់ស្តែងបានកើតឡើងក្នុងឆ្នាំ ១៩៩១ ។
NCA, កោសិកាលីចូមអិលអិម ... តើនេះពិតជាមានន័យអ្វី?
បន្ទាប់ពីការពិសោធន៍ជាមួយសមាសធាតុលីចូមផ្សេងៗក្នុងឆ្នាំ 1991 ការខិតខំប្រឹងប្រែងរបស់អ្នកវិទ្យាសាស្ត្របានទទួលជោគជ័យ - ក្រុមហ៊ុន Sony បានចាប់ផ្តើមផលិតថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងយ៉ាងច្រើន។ បច្ចុប្បន្ននេះ ថ្មប្រភេទនេះមានថាមពលទិន្នផលខ្ពស់បំផុត និងដង់ស៊ីតេថាមពល ហើយសំខាន់បំផុតនោះ គឺជាសក្តានុពលដ៏សំខាន់សម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍។ អាស្រ័យលើតម្រូវការថ្ម ក្រុមហ៊ុនកំពុងងាកទៅរកសមាសធាតុលីចូមផ្សេងៗជាសម្ភារៈ cathode ។ ទាំងនេះគឺជាលីចូម cobalt oxide (LCO) សមាសធាតុជាមួយនីកែល cobalt និងអាលុយមីញ៉ូម (NCA) ឬជាមួយនីកែល cobalt និងម៉ង់ហ្គាណែស (NCM) លីចូមដែកផូស្វ័រ (LFP) លីចូមម៉ង់ហ្គាណែស spinel (LMS) លីចូមទីតាញ៉ូមអុកស៊ីដ (LTO) ហើយផ្សេងទៀត។ អេឡិចត្រូលីតគឺជាល្បាយនៃអំបិលលីចូម និងសារធាតុរំលាយសរីរាង្គ ហើយមានសារៈសំខាន់ជាពិសេសសម្រាប់ "ការចល័ត" នៃអ៊ីយ៉ុងលីចូម ហើយឧបករណ៍បំបែកដែលទទួលខុសត្រូវក្នុងការការពារសៀគ្វីខ្លីដោយការជ្រាបចូលទៅក្នុងអ៊ីយ៉ុងលីចូម ជាធម្មតាប៉ូលីអេទីឡែន ឬប៉ូលីភីលីនលីន។
អំណាចទិន្នផលសមត្ថភាពឬទាំងពីរ
លក្ខណៈសំខាន់បំផុតនៃអាគុយគឺដង់ស៊ីតេថាមពលភាពជឿជាក់និងសុវត្ថិភាព។ ថ្មដែលបានផលិតនាពេលបច្ចុប្បន្ននេះគ្របដណ្ដប់លើគុណសម្បត្ដិទាំងនេះហើយអាស្រ័យលើវត្ថុធាតុដើមដែលត្រូវប្រើមានជួរថាមពលជាក់លាក់ពី ១០០ ទៅ ២៦៥ សរសេរ / គីឡូក្រាម (និងដង់ស៊ីតេថាមពលពី ៤០០ ទៅ ៧០០ W / L) ។ ចំណុចល្អបំផុតក្នុងបញ្ហានេះគឺអាគុយស៊ីធីអិលនិងអិលអេហ្វអេសអេហ្វអាក្រក់បំផុត។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយសម្ភារៈគឺជាផ្នែកម្ខាងនៃកាក់។ ដើម្បីបង្កើនទាំងដង់ស៊ីតេថាមពលនិងថាមពលជាក់លាក់ nanostructures ផ្សេងៗត្រូវបានប្រើដើម្បីស្រូបយកសម្ភារៈកាន់តែច្រើននិងផ្តល់នូវចរន្តខ្ពស់នៃចរន្តអ៊ីយ៉ុង។ អ៊ីយ៉ុងមួយចំនួនធំ "ត្រូវបានរក្សាទុក" នៅក្នុងបរិវេណដែលមានស្ថេរភាពហើយចរន្តអគ្គិសនីគឺជាតម្រូវការជាមុនសម្រាប់ការសាកថ្មលឿនហើយការអភិវឌ្ឍន៍ត្រូវបានដឹកនាំតាមទិសដៅទាំងនេះ។ ទន្ទឹមនឹងនេះការរចនាថ្មត្រូវតែផ្តល់នូវសមាមាត្រថាមពលទៅនឹងសមត្ថភាពដែលត្រូវការអាស្រ័យលើប្រភេទដ្រាយវ៍។ ឧទាហរណ៍កូនកាត់ដោតត្រូវមានសមាមាត្រថាមពលនិងសមត្ថភាពខ្ពស់ជាងសម្រាប់ហេតុផលជាក់ស្តែង។ ការវិវឌ្ឍន៍នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះផ្តោតលើអាគុយដូចជា NCA (LiNiCoAlO100 ជាមួយ cathode និង graphite anode) និង NMC 265 (LiNiMnCoO400 ជាមួយ cathode និង anode graphite) ។ អតីតមានផ្ទុក (ខាងក្រៅលីចូម) ប្រហែល ៨០% នីកែល ១៥% cobalt និងអាលុយមីញ៉ូម ៥% និងមានថាមពលជាក់លាក់ ២០០-២២០ W / kg ដែលមានន័យថាពួកគេមានការប្រើប្រាស់ cobalt សំខាន់ៗមានកំណត់និងអាយុកាលសេវាកម្មរហូតដល់ ១៥០០ វដ្ត។ អាគុយបែបនេះនឹងត្រូវផលិតដោយក្រុមហ៊ុន Tesla នៅ Gigafactory របស់ខ្លួនក្នុងរដ្ឋ Nevada ។ នៅពេលដែលវាឈានដល់សមត្ថភាពពេញលេញដែលបានគ្រោងទុក (នៅឆ្នាំ ២០២០ ឬ ២០២១ ដូចករណីនេះដែរ) រោងចក្រនេះនឹងផលិតអាគុយចំនួន ៣៥ GWh ដែលអាចផ្តល់ថាមពលដល់រថយន្ត ៥០០.០០០ គ្រឿង។ នេះនឹងកាត់បន្ថយថ្លៃដើមរបស់អាគុយ។
ថ្ម NMC 811 មានថាមពលជាក់លាក់ទាបជាងបន្តិច (140-200W/kg) ប៉ុន្តែមានអាយុកាលយូរជាង ឈានដល់ 2000 វដ្តពេញលេញ និងមាន 80% នីកែល 10% ម៉ង់ហ្គាណែស និង 10% cobalt ។ បច្ចុប្បន្ននេះក្រុមហ៊ុនផលិតថ្មទាំងអស់ប្រើមួយក្នុងចំណោមប្រភេទទាំងពីរនេះ។ ករណីលើកលែងតែមួយគត់គឺក្រុមហ៊ុនចិន BYD ដែលផលិតថ្ម LFP ។ រថយន្តដែលបំពាក់ជាមួយពួកគេគឺធ្ងន់ជាងប៉ុន្តែវាមិនត្រូវការ cobalt ទេ។ អាគុយ NCA ត្រូវបានគេពេញចិត្តសម្រាប់រថយន្តអគ្គិសនី និង NMC សម្រាប់កូនកាត់ដោតដោត ដោយសារគុណសម្បត្តិរៀងៗខ្លួនទាក់ទងនឹងដង់ស៊ីតេថាមពល និងដង់ស៊ីតេថាមពល។ ឧទាហរណ៏គឺ e-Golf អគ្គិសនីដែលមានសមាមាត្រថាមពល/សមត្ថភាព 2,8 និង plug-in hybrid Golf GTE ដែលមានសមាមាត្រ 8,5 ។ ក្នុងនាមបញ្ចុះតម្លៃ VW មានបំណងប្រើកោសិកាដូចគ្នាសម្រាប់អាគុយគ្រប់ប្រភេទ។ ហើយរឿងមួយទៀត - សមត្ថភាពរបស់ថ្មកាន់តែធំ ចំនួននៃការឆក់ពេញលេញ និងការសាកថ្មកាន់តែតិច ហើយនេះបង្កើនអាយុកាលសេវាកម្មរបស់វា ដូច្នេះហើយ - ថ្មកាន់តែធំ កាន់តែប្រសើរ។ ទីពីរទាក់ទងនឹងកូនកាត់ជាបញ្ហា។
និន្នាការទីផ្សារ
នាពេលបច្ចុប្បន្ននេះតម្រូវការថ្មសម្រាប់គោលបំណងដឹកជញ្ជូនលើសពីតម្រូវការសម្រាប់ផលិតផលអេឡិចត្រូនិចរួចទៅហើយ។ វានៅតែត្រូវបានគេព្យាករថារថយន្តអគ្គិសនី 2020 លានគ្រឿងក្នុងមួយឆ្នាំនឹងត្រូវលក់ជាសាកលនៅឆ្នាំ 1,5 ដែលនឹងជួយកាត់បន្ថយការចំណាយលើថ្ម។ នៅឆ្នាំ 2010 តម្លៃ 1 គីឡូវ៉ាត់ម៉ោងនៃកោសិកាលីចូម - អ៊ីយ៉ុងគឺប្រហែល 900 អឺរ៉ូហើយឥឡូវនេះវាតិចជាង 200 អឺរ៉ូ។ 25% នៃតម្លៃនៃថ្មទាំងមូលគឺសម្រាប់ cathode, 8% សម្រាប់ anode, បំបែកនិង electrolyte, 16% សម្រាប់ថ្មទាំងអស់ផ្សេងទៀតនិង 35% សម្រាប់ការរចនាថ្មទាំងមូល។ ម្យ៉ាងវិញទៀត កោសិកាលីចូម-អ៊ីយ៉ុង រួមចំណែក 65 ភាគរយដល់តម្លៃថ្ម។ តម្លៃប៉ាន់ស្មានរបស់ក្រុមហ៊ុន Tesla សម្រាប់ឆ្នាំ 2020 នៅពេលដែល Gigafactory 1 ចូលបម្រើសេវាកម្មគឺប្រហែល 300€/kWh សម្រាប់អាគុយ NCA ហើយតម្លៃនេះរួមបញ្ចូលទាំងផលិតផលដែលបានបញ្ចប់ជាមួយនឹងតម្លៃបន្ថែម និងការធានាជាមធ្យមមួយចំនួន។ នៅតែជាតម្លៃខ្ពស់គួរសម ដែលនឹងបន្តធ្លាក់ចុះតាមពេលវេលា។
ប្រភពបម្រុងទុកសំខាន់ៗនៃលីចូមត្រូវបានគេរកឃើញនៅប្រទេសអាហ្សង់ទីនបូលីវីឈីលីចិនអាមេរិកអូស្ត្រាលីកាណាដាកាណាដាកុងហ្គោនិងស៊ែប៊ីដោយបច្ចុប្បន្នភាគច្រើនត្រូវបានគេជីកចេញពីបឹងស្ងួត។ នៅពេលដែលថ្មកាន់តែច្រើនកកកុញទីផ្សារសម្រាប់វត្ថុធាតុដើមដែលត្រូវបានកែច្នៃពីអាគុយចាស់នឹងកើនឡើង។ សំខាន់ជាងនេះទៅទៀតនោះគឺបញ្ហានៃការ cobalt ដែលទោះបីជាមានបរិមាណច្រើនក៏ដោយត្រូវបានគេជីកយករ៉ែជាផលិតផលក្នុងការផលិតនីកែលនិងទង់ដែង។ Cobalt ត្រូវបានជីកយករ៉ែទោះបីជាវាមានកំហាប់ទាបនៅក្នុងដីក៏ដោយនៅក្នុងប្រទេសកុងហ្គោ (ដែលមានធនធានបំរុងធំជាងគេ) ប៉ុន្តែនៅក្នុងលក្ខខណ្ឌដែលប្រឈមនឹងក្រមសីលធម៌សីលធម៌និងការការពារបរិស្ថាន។
បច្ចេកវិទ្យាជឿនលឿន
គួរចងចាំថាបច្ចេកវិទ្យាដែលត្រូវបានទទួលយកជាការរំពឹងទុកសម្រាប់អនាគតដ៏ខ្លីគឺពិតជាមិនមែនជាមូលដ្ឋានថ្មីទេប៉ុន្តែជាជម្រើសលីចូម - អ៊ីយ៉ុង។ ឧទាហរណ៍ទាំងនេះគឺជាអាគុយដែលមានសភាពរឹងដែលប្រើអេឡិចត្រូលីតជំនួសឱ្យអង្គធាតុរាវ (ឬជែលនៅក្នុងអាគុយលីចូមលីលី) ។ ដំណោះស្រាយនេះផ្តល់នូវការរចនាដែលមានស្ថេរភាពនៃអេឡិចត្រូតដែលរំលោភលើភាពសុចរិតរបស់ពួកគេនៅពេលត្រូវបានចោទប្រកាន់ពីចរន្តខ្ពស់រៀងគ្នា។ សីតុណ្ហាភាពខ្ពស់និងផ្ទុកខ្ពស់។ នេះអាចបង្កើនចរន្តសាកដង់ស៊ីតេអេឡិចត្រូតនិងសមត្ថភាព។ អាគុយរបស់រដ្ឋរឹងនៅតែស្ថិតក្នុងដំណាក់កាលដំបូងនៃការអភិវឌ្ឍន៍ហើយទំនងជាមិនប៉ះពាល់ដល់ផលិតកម្មទ្រង់ទ្រាយធំរហូតដល់ពាក់កណ្តាលទសវត្ស។
ការចាប់ផ្តើមដែលទទួលបានពានរង្វាន់មួយនៅឯការប្រកួតប្រជែងបច្ចេកវិជ្ជាច្នៃប្រឌិត BMW ឆ្នាំ ២០១៧ នៅទីក្រុងអាំស្ទែរដាំគឺជាក្រុមហ៊ុនដែលប្រើថាមពលថ្មដែលស៊ីលីកូនអាណូដបង្កើនដង់ស៊ីតេថាមពល។ វិស្វករកំពុងធ្វើការលើបច្ចេកវិទ្យាណាណូផ្សេងៗដើម្បីផ្តល់ដង់ស៊ីតេនិងភាពរឹងមាំដល់សម្ភារៈទាំងអេណុដនិងកាតូដហើយដំណោះស្រាយមួយគឺប្រើក្រាហ្វីន។ ស្រទាប់ក្រាហ្វិចមីក្រូទស្សន៍ទាំងនេះដែលមានកម្រាស់អាតូមតែមួយនិងរចនាសម្ព័នអាតូមឆកោនគឺជាវត្ថុធាតុដើមដែលជោគជ័យបំផុត។ “ គ្រាប់បាល់ហ្គ្រេហ្វេន” បង្កើតឡើងដោយក្រុមហ៊ុនផលិតថ្មសាំស៊ុងអេសឌីអាយអាយរួមបញ្ចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័នរបស់ខាតូដនិងអេណុដផ្តល់នូវភាពរឹងមាំភាពជ្រាបចូលនិងដង់ស៊ីតេខ្ពស់នៃសម្ភារៈនិងការបង្កើនសមត្ថភាពដែលត្រូវគ្នាប្រហែល ៤៥% និងពេលវេលាសាក ៥ ដងលឿនជាងនេះ។ បច្ចេកវិទ្យាអាចទទួលបានកម្លាំងជំរុញខ្លាំងបំផុតពីរថយន្តហ្វមមូឡាអ៊ីដែលអាចជាលើកដំបូងដែលបំពាក់ដោយអាគុយបែបនេះ។
អ្នកលេងនៅដំណាក់កាលនេះ
អ្នកដើរតួសំខាន់ជាអ្នកផ្គត់ផ្គង់កម្រិតទី 123 និងទី 2020 ពោលគឺក្រុមហ៊ុនផលិតកោសិកា និងថ្មគឺប្រទេសជប៉ុន (Panasonic, Sony, GS Yuasa និង Hitachi Vehicle Energy) កូរ៉េ (LG Chem, Samsung, Kokam និង SK Innovation) ប្រទេសចិន (BYD Company) . , ATL និង Lishen) និងសហរដ្ឋអាមេរិក (Tesla, Johnson Controls, A30 Systems, EnerDel និង Valence Technology) ។ ក្រុមហ៊ុនផ្គត់ផ្គង់ទូរស័ព្ទដៃសំខាន់ៗបច្ចុប្បន្នគឺ LG Chem, Panasonic, Samsung SDI (កូរ៉េ), AESC (ជប៉ុន), BYD (ចិន) និង CATL (ចិន) ដែលមានចំណែកទីផ្សារពីរភាគបី។ នៅដំណាក់កាលនេះនៅអឺរ៉ុប ពួកគេត្រូវបានជំទាស់ដោយ BMZ Group ពីប្រទេសអាល្លឺម៉ង់ និង Northvolth ពីស៊ុយអែត។ ជាមួយនឹងការចាប់ផ្តើមនៃ Gigafactory របស់ក្រុមហ៊ុន Tesla នៅឆ្នាំ XNUMX សមាមាត្រនេះនឹងផ្លាស់ប្តូរ - ក្រុមហ៊ុនអាមេរិកនឹងមាន XNUMX% នៃផលិតកម្មកោសិកាលីចូម-អ៊ីយ៉ុងរបស់ពិភពលោក។ ក្រុមហ៊ុនដូចជា Daimler និង BMW បានចុះកិច្ចសន្យារួចហើយជាមួយក្រុមហ៊ុនទាំងនេះមួយចំនួនដូចជា CATL ដែលកំពុងសាងសង់រោងចក្រនៅអឺរ៉ុប។
