ខ្ញុំចាប់អារម្មណ៍នឹងថាមពលថាមពលទាំងនេះនៅក្នុងឧបករណ៍របស់យើង។ អ្វីដែលធ្វើឱ្យពួកគេមានបដិវត្តន៍ដូច្នេះ? អនុញ្ញាតឱ្យខ្ញុំចែករំលែកអ្វីដែលខ្ញុំបានរកឃើញ។
អាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង បង្កើតចរន្តអគ្គិសនីតាមរយៈចលនាលីចូម-អ៊ីយ៉ុង រវាងអាណូត និងកាតូដ កំឡុងពេលវដ្តសាក/បញ្ចេញ។ ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ និងសមត្ថភាពបញ្ចូលថ្មបានធ្វើឱ្យពួកវាល្អសម្រាប់គ្រឿងអេឡិចត្រូនិកចល័ត និងរថយន្តអគ្គិសនី មិនដូចជម្រើសដែលអាចចោលបានឡើយ។
ប៉ុន្តែមានច្រើនទៀតនៅក្រោមផ្ទៃ។ ការយល់ដឹងអំពីមេកានិចរបស់ពួកគេបង្ហាញពីមូលហេតុដែលពួកគេគ្រប់គ្រងបច្ចេកវិទ្យាទំនើប និងអ្វីដែលយើងត្រូវតែដោះស្រាយ។
តើថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងពិតជាដំណើរការយ៉ាងណា?
ខ្ញុំធ្លាប់ឆ្ងល់អំពីវេទមន្តនៅក្នុងថ្មកុំព្យូទ័រយួរដៃរបស់ខ្ញុំ។ ការពិតគឺគួរឱ្យចាប់អារម្មណ៍ជាងវេទមន្ត។
អ៊ីយ៉ុងលីចូម ផ្លាស់ប្តូរពី cathode ទៅ anode កំឡុងពេលសាកថ្មតាមរយៈអេឡិចត្រូលីត រក្សាទុកថាមពល។ កំឡុងពេលបញ្ចេញ អ៊ីយ៉ុងត្រឡប់ទៅ cathode ដោយបញ្ចេញអេឡិចត្រុងតាមរយៈសៀគ្វីខាងក្រៅ។ ប្រតិកម្មគីមីបញ្ច្រាសនេះអាចប្រើឡើងវិញបាន។
នៅកម្រិតម៉ូលេគុល cathode (ជាធម្មតាអុកស៊ីដលោហៈលីចូម) បញ្ចេញអ៊ីយ៉ុងលីចូមនៅពេលដែលការបញ្ចូលថ្មចាប់ផ្តើម។ អ៊ីយ៉ុងទាំងនេះធ្វើដំណើរតាមអេឡិចត្រូលីតរាវ ហើយបញ្ចូលទៅក្នុងស្រទាប់ក្រាហ្វិចរបស់អាណូតក្នុងដំណើរការហៅថា intercalation ។ ក្នុងពេលដំណាលគ្នា អេឡិចត្រុងហូរតាមឆ្នាំងសាករបស់អ្នកចូលទៅក្នុង anode ។
នៅពេលបញ្ចេញ ដំណើរការបញ្ច្រាស៖ អ៊ីយ៉ុងលីចូម ចេញពីអាណូត ឆ្លងកាត់ភ្នាសបំបែក ហើយចូលទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ cathode ម្តងទៀត។ អេឡិចត្រុងដែលបានបញ្ចេញផ្តល់ថាមពលដល់ឧបករណ៍របស់អ្នកតាមរយៈសៀគ្វី។ ការច្នៃប្រឌិតសំខាន់ៗរួមមាន:
- ការបង្កើនប្រសិទ្ធភាពអេឡិចត្រូលីត៖ សារធាតុបន្ថែមថ្មីកាត់បន្ថយការបង្កើត dendrite ដែលបណ្តាលឱ្យសៀគ្វីខ្លី
- ការរចនាស្ថានភាពរឹង៖ ជំនួសអេឡិចត្រូលីតរាវដោយប្រើចំហាយសេរ៉ាមិច/ប៉ូលីម័រដើម្បីការពារការលេចធ្លាយ
- ភាពជឿនលឿនរបស់ Anode: សមាសធាតុស៊ីលីកុនបង្កើនសមត្ថភាពផ្ទុកលីចូម 10x ធៀបនឹងក្រាហ្វិច
ឧបករណ៍បំបែកមានតួនាទីសុវត្ថិភាពសំខាន់ - រន្ធមីក្រូទស្សន៍របស់វាអនុញ្ញាតឱ្យឆ្លងកាត់អ៊ីយ៉ុងខណៈពេលដែលរារាំងទំនាក់ទំនងរាងកាយរវាងអេឡិចត្រូត។ ប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្ម ត្រួតពិនិត្យវ៉ុល និងសីតុណ្ហភាពជានិច្ច ដើម្បីការពារកុំឱ្យមានការបញ្ចូលថ្មលើស ដែលអាចបង្កឱ្យមានការហូរចេញពីកម្ដៅ។
តើអ្វីដែលសម្គាល់ប្រភេទថ្មលីចូម-អ៊ីយ៉ុងខុសៗគ្នា?
មិនមែនថ្មលីចូមទាំងអស់ត្រូវបានបង្កើតស្មើគ្នាទេ។ ខ្ញុំបានរៀនវានៅពេលប្រៀបធៀបម៉ូដែល EV កាលពីឆ្នាំមុន។
បំរែបំរួលសំខាន់ៗរួមមាន គីមីវិទ្យា cathode (LCO, NMC, LFP) ចំណាត់ថ្នាក់ដង់ស៊ីតេថាមពល អាយុកាលវដ្ត និងស្ថេរភាពកម្ដៅ។ ថ្ម LFP ផ្តល់អាយុកាលប្រើប្រាស់បានយូរជាងមុន និងសុវត្ថិភាពខ្ពស់ ខណៈពេលដែល NMC ផ្តល់នូវដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់សម្រាប់ជួរវែងជាង។
សមាសភាព Cathode កំណត់លក្ខណៈនៃការអនុវត្ត៖
- LCO (Lithium Cobalt Oxide): ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ ប៉ុន្តែអាយុកាលខ្លីជាង (500-800 វដ្ត)។ ប្រើក្នុងស្មាតហ្វូន
- NMC (Nickel Manganese Cobalt)៖ មានតុល្យភាពថាមពល/ដង់ស៊ីតេថាមពល (1,500-2,000 វដ្ត)។ គ្រប់គ្រង EVs ដូចជា Tesla
- LFP (Lithium Iron Phosphate)៖ ស្ថេរភាពកម្ដៅពិសេស (3,000+ វដ្ត)។ អនុម័តដោយ BYD និង Tesla Standard Range
- NCA (Nickel Cobalt Aluminum)៖ ដង់ស៊ីតេថាមពលអតិបរមា ប៉ុន្តែមានស្ថេរភាពទាបជាង។ កម្មវិធីពិសេស
| វិមាត្រប្រៀបធៀប | LCO | NMC | LFP | NCA |
| រូបមន្តគីមី | LiCoO₂ | LiNiMnCoO₂ | LiFePO₄ | LiNiCoAlO₂ |
| ដង់ស៊ីតេថាមពល | 150-200 Wh / គីឡូក្រាម | 180-250 Wh / គីឡូក្រាម | 120-160 Wh / គីឡូក្រាម | 220-280 Wh / គីឡូក្រាម |
| វដ្តជីវិត | 500-800 វដ្ត | 1,500-2,000 វដ្ត | 3,000-7,000 វដ្ត | 800-1,200 វដ្ត |
| ការចាប់ផ្តើមរត់ចេញដោយកំដៅ | ១៥០ អង្សាសេ | 210°C | 270°C | 170°C |
| តម្លៃ (ក្នុងមួយគីឡូវ៉ាត់ម៉ោង) | ១៣០-១៥០ ដុល្លារ | ១០០-១២០ ដុល្លារ | ៨០-១០០ ដុល្លារ | ១៤០-១៦០ ដុល្លារ |
| អត្រាគិតថ្លៃ | 0.7C (ស្តង់ដារ) | 2-4C (សាកលឿន) | 1-3C (សាកលឿន) | 1C (ស្តង់ដារ) |
| ការអនុវត្តសីតុណ្ហភាពទាប | -20°C (60%) | -30°C (70%) | -20°C (80%) | -20°C (50%) |
| កម្មវិធីបឋម | ស្មាតហ្វូន/ថេប្លេត | EVs (Tesla ជាដើម) | E-Buses/Energy Storage | រថយន្ត EV ពិសេស (Roadster) |
| អត្ថប្រយោជន៍សំខាន់ | ដង់ស៊ីតេវ៉ុលខ្ពស់។ | តុល្យភាពថាមពល/ថាមពល | ភាពជាប់បានយូរបំផុត និងសុវត្ថិភាព | ដង់ស៊ីតេថាមពលកំពូល |
| ដែនកំណត់សំខាន់ | ការប្រែប្រួលតម្លៃ Cobalt | ការហើមឧស្ម័ន (កំណែខ្ពស់ Ni) | ដំណើរការត្រជាក់ខ្សោយ/ធ្ងន់ | ផលិតកម្មស្មុគស្មាញ |
| ផលិតផលតំណាង | ថ្ម iPhone របស់ Apple | ថ្ម Kirin របស់ CATL | ថ្ម BYD Blade | Panasonic 21700 ក្រឡា |
ការបង្កើតថ្មីរបស់ Anode បែងចែកប្រភេទផ្សេងៗគ្នា៖
- ក្រាហ្វិច៖ សម្ភារៈស្តង់ដារដែលមានស្ថេរភាពល្អ។
- Silicon-composite: សមត្ថភាពខ្ពស់ជាង 25% ប៉ុន្តែបញ្ហាការពង្រីក
- Lithium-titanate៖ ការសាកថ្មលឿនបំផុត (10 នាទី) ប៉ុន្តែដង់ស៊ីតេថាមពលទាប
រូបមន្តអេឡិចត្រូលីតប៉ះពាល់ដល់ដំណើរការសីតុណ្ហភាព។ អេឡិចត្រូលីត fluorinated ថ្មីដំណើរការនៅ -40 ° C ខណៈពេលដែលសារធាតុបន្ថែមសេរ៉ាមិចអាចបញ្ចូលថ្មបានលឿនបំផុត។ ការចំណាយក៏ប្រែប្រួលយ៉ាងខ្លាំងផងដែរ - កោសិកា LFP មានតម្លៃថោកជាង NMC 30% ប៉ុន្តែធ្ងន់ជាង។
ហេតុអ្វីបានជាអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង មានឥទ្ធិពលលើរថយន្តអគ្គិសនី?
នៅពេលសាកល្បងរថយន្ត EVs ខ្ញុំបានដឹងថាថ្មរបស់ពួកគេមិនមែនគ្រាន់តែជាធាតុផ្សំនោះទេ វាគឺជាមូលដ្ឋានគ្រឹះ។
Lithium-ion គ្របដណ្តប់លើរថយន្ត EV ដោយសារតែសមាមាត្រថាមពលធៀបនឹងទម្ងន់ដែលមិនអាចផ្គូផ្គងបាន (200+ Wh/kg) សមត្ថភាពសាកថ្មលឿន និងការចំណាយធ្លាក់ចុះ (កាត់បន្ថយ 89% ចាប់តាំងពីឆ្នាំ 2010)។ ពួកគេផ្តល់ជួរចម្ងាយ 300+ ម៉ាយដែលមិនអាចទៅរួចជាមួយនឹងជម្រើសជំនួសអាស៊ីតនាំមុខ ឬនីកែល-លោហៈ។
គុណសម្បត្តិបច្ចេកទេសបីពង្រឹងភាពលេចធ្លោរបស់ពួកគេ៖
- ឧត្តមភាពដង់ស៊ីតេថាមពល៖ ប្រេងសាំងមាន 12,000 Wh/kg ប៉ុន្តែម៉ាស៊ីន ICE មានប្រសិទ្ធភាពត្រឹមតែ 30% ប៉ុណ្ណោះ។ ថ្ម NMC ទំនើបផ្តល់ថាមពលដែលអាចប្រើប្រាស់បាន 4-5x ច្រើនជាងក្នុងមួយគីឡូក្រាមជាងជម្រើសដែលមានមូលដ្ឋានលើនីកែល ដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានជួរជាក់ស្តែង។
- ប្រសិទ្ធភាពនៃការសាកថ្ម៖ លីចូម-អ៊ីយ៉ុង ទទួលយកការសាកថ្មលឿន 350kW+ (បន្ថែម 200 ម៉ាយក្នុងរយៈពេល 15 នាទី) ដោយសារតែធន់ទ្រាំខាងក្នុងទាប។ កោសិកាឥន្ធនៈអ៊ីដ្រូសែនត្រូវការការបញ្ចូលប្រេងយូរជាង 3 ដងសម្រាប់ជួរសមមូល។
- កម្លាំងហ្វ្រាំងបង្កើតឡើងវិញ៖ គីមីវិទ្យាលីចូមអាចចាប់យកថាមពលហ្វ្រាំងឡើងវិញបាន 90% ធៀបនឹង 45% សម្រាប់អាស៊ីតនាំមុខ។ នេះពង្រីកជួរដោយ 15-20% ក្នុងការបើកបរក្នុងទីក្រុង។
ការបង្កើតថ្មីដូចជាបច្ចេកវិទ្យា cell-to-pack របស់ CATL លុបបំបាត់សមាសធាតុម៉ូឌុល បង្កើនដង់ស៊ីតេកញ្ចប់ដល់ 200Wh/kg ខណៈពេលដែលកាត់បន្ថយការចំណាយមកត្រឹម $97/kWh (2023)។ គំរូដើមរបស់ Solid-State សន្យាថានឹងមានថាមពល 500Wh/kg នៅឆ្នាំ 2030។
តើអ្វីទៅជាកង្វល់សុវត្ថិភាពថ្មលីចូមអ៊ីយ៉ុងសំខាន់ៗ?
ការឃើញការឆេះថ្ម EV នៅលើព័ត៌មានបានធ្វើឱ្យខ្ញុំស៊ើបអង្កេតហានិភ័យពិតប្រាកដធៀបនឹងការបំផ្លើស។
ការរត់ចេញដោយកំដៅ - ការឡើងកំដៅដោយមិនបានគ្រប់គ្រងដែលបណ្តាលមកពីសៀគ្វីខ្លីឬការខូចខាត - គឺជាគ្រោះថ្នាក់ចម្បង។ ការការពារទំនើបរួមមានឧបករណ៍បំបែកដែលស្រោបដោយសេរ៉ាមិច អេឡិចត្រូលីតធន់នឹងអណ្តាតភ្លើង និងប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្មច្រើនស្រទាប់ដែលត្រួតពិនិត្យកោសិកានីមួយៗ 100x/វិនាទី។
ការរត់ចេញដោយកំដៅចាប់ផ្តើមនៅពេលដែលសីតុណ្ហភាពលើសពី 150 អង្សារសេ ដែលបង្កឱ្យមានប្រតិកម្មរលួយ៖
- ការបំបែកស្រទាប់ SEI (80-120°C)
- ប្រតិកម្មអេឡិចត្រូលីតជាមួយ anode (120-150 ° C)
- Cathode decomposition បញ្ចេញអុកស៊ីសែន (180-250°C)
- ្រំមហះអេឡិចត្រូលីត (200°C+)
អ្នកផលិតអនុវត្តស្រទាប់ការពារចំនួនប្រាំ៖
- ការរចនាការពារ៖ សារធាតុបន្ថែមដែលទប់ស្កាត់ Dendrite នៅក្នុងអេឡិចត្រូលីត
- ប្រព័ន្ធកុងតឺន័រ”៖ បណ្តាញ coolant រវាងកោសិកា និងជញ្ជាំងភ្លើង
- ការត្រួតពិនិត្យ៖ ឧបករណ៍ចាប់សញ្ញាវ៉ុល/សីតុណ្ហភាពនៅគ្រប់ក្រឡា
- ការគ្រប់គ្រងផ្នែកទន់”៖ ញែកកោសិកាដែលខូចក្នុងរយៈពេលមិល្លីវិនាទី
- ការការពាររចនាសម្ព័ន្ធ”៖ ទ្រុងថ្មដែលស្រូបចូល
ជាតិដែក phosphate (LFP) គីមីវិទ្យាទប់ទល់នឹង 300 ° C មុនពេល decomposing ធៀបនឹង 150 ° C សម្រាប់ NMC ។ អាគុយសូដ្យូម-អ៊ីយ៉ុងថ្មីលុបបំបាត់ហានិភ័យភ្លើងទាំងស្រុង ប៉ុន្តែផ្តល់ដង់ស៊ីតេទាប។ តែងតែប្រើឆ្នាំងសាកដែលបញ្ជាក់ដោយក្រុមហ៊ុនផលិត - 78% នៃការបរាជ័យពាក់ព័ន្ធនឹងឧបករណ៍បន្ទាប់បន្សំ។
សេចក្តីសន្និដ្ឋាន
បច្ចេកវិទ្យា Lithium-ion ធ្វើឱ្យមានតុល្យភាពរវាងដង់ស៊ីតេថាមពល ថ្លៃដើម និងសុវត្ថិភាព ប៉ុន្តែនៅតែបន្តវិវឌ្ឍ។ អាគុយរដ្ឋរឹងនៅថ្ងៃស្អែកអាចដោះស្រាយដែនកំណត់របស់ថ្ងៃនេះខណៈពេលដែលផ្តល់ថាមពលដល់អនាគតប្រកបដោយនិរន្តរភាពរបស់យើង។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ សីហា-០៥-២០២៥