Kua mīharo ahau ki enei whare hiko i roto i a maatau taputapu. He aha te mea i tino hurihanga ratou? Tukua ahau ki te whakapuaki i nga mea kua kitea e au.
Ko nga pākahiko Lithium-ion ka whakaputa hiko na roto i te nekehanga lithium-ion i waenga i te anode me te cathode i roto i nga huringa utu / tuku. Ko te kaha o te kaha o te kaha me te whakahoki ano he mea pai mo nga hikohiko kawe me nga waka hiko, kaore i rite ki nga momo rereke.
Engari he nui ake kei raro i te mata. Ma te mohio ki o raatau miihini e whakaatu ana he aha ratou i rangatira ai i nga hangarau hou - me nga herenga hei whakatika ma tatou.
Me pehea te mahi o nga pākahiko lithium-ion?
I whakaaro ahau mo te makutu kei roto i taku pākahiko pona. Ko te mooni he tino whakamiharo atu i te makutu.
Ka whakawhiti nga katote Lithium mai i te cathode ki te anode i te wa e whakawaha ana ma te electrolyte, e pupuri ana i te kaha. I te wa e rere ana, ka hoki mai nga katote ki te cathode, ka tuku i nga irahiko ma te ara iahiko o waho. Ma tenei tauhohenga hiko whakahuri ka taea te whakamahi ano.
I te taumata rapoi, ka tukuna e te cathode (te nuinga o te lithium metal oxide) katote lithium ina timata te utu. Ka haere enei katote i roto i te wai hiko ka uru ki roto i nga paparanga kauwhata o te anode i roto i te tukanga e kiia nei ko te intercalation. I te wa ano, ka rere nga irahiko i roto i to rihi ki te anode.
I te wa e tukuna ana, ka huri te mahi: Ka puta nga katote Lithium i te anode, ka takahi i te membrane whakawehe, ka uru ano ki te hanganga cathode. Ko nga irahiko kua tukuna he hikoi i to taputapu ma te ara iahiko. Ko nga mea hou nui ko:
- Te arotautanga hiko: Ko nga taapiri hou e whakaiti ana i te hanganga dendrite ka puta he ara iahiko poto
- Nga hoahoa ahua totoka: Whakakapia nga wai hiko ki nga kaikawe karamiki/waewae hei aukati i te turuturu
- Ko nga ahunga whakamua anode: Ko nga hiato Silicon ka piki ake te kaha rokiroki lithium ma te 10x ki te kauwhata
He mahi tino haumaru te kaiwehewehe - ka taea e ona pore moroiti te haere katote i te wa e aukati ana i te whakapiri tinana i waenga i nga hiko. Ko nga punaha whakahaere pākahiko ka aro turuki tonu i te ngaohiko me te pāmahana kia kore ai te utu nui, ka puta te rere o te waiariki.
He aha te wehewehe i nga momo pākahiko lithium-ion?
Ehara i te mea hanga rite nga pākahiko lithium katoa. I ako ahau i tenei i te whakataurite i nga tauira EV i tera tau.
Ko nga rereketanga matua ko te matū cathode (LCO, NMC, LFP), whakatauranga kiato pūngao, huringa ora, me te pūmautanga waiariki. Ko nga pākahiko LFP he roa ake te oranga me te haumaru pai ake, ko te NMC e whakarato ana i te kiato hiko teitei ake mo te awhe roa.
Ko te hanganga Cathode e tautuhi ana i nga ahuatanga mahi:
- LCO (Lithium Cobalt Oxide): He teitei te kiato o te kaha engari he poto ake te roa (500-800 huringa). Ka whakamahia i roto i nga waea atamai
- NMC (Nickel Manganese Cobalt): Te kaha o te kaha / te kaha o te kaha (1,500-2,000 huringa). Ka rangatira nga EV penei i a Tesla
- LFP (Lithium Iron Phosphate): He pai te pumau o te waiariki (3,000+ huringa). I tangohia e BYD me Tesla Paerewa Paerewa
- NCA (Nickel Cobalt Aluminum): Te teitei o te kaha o te kaha engari he iti ake te pumau. Nga tono motuhake
| Whakataurite Ahu | LCO | NMC | LFP | NCA |
| Tātai matū | LiCoO₂ | LiNiMnCoO₂ | LiFePO₄ | LiNiCoAlO₂ |
| Kiatotanga Pungao | 150-200 Wh/kg | 180-250 Wh/kg | 120-160 Wh/kg | 220-280 Wh/kg |
| Porohita Ora | 500-800 huringa | 1,500-2,000 huringa | 3,000-7,000 huringa | 800-1,200 huringa |
| Ngaariki Rere Humatatanga | 150°C | 210°C | 270°C | 170°C |
| Utu (ia kWh) | $130- $150 | $100-$120 | $80-$100 | $140-$160 |
| Te utu utu | 0.7C (Paerewa) | 2-4C (Te Utu Tere) | 1-3C (Te Utu Tere) | 1C (Paerewa) |
| Mahinga Waahi-iti | -20°C (60% potae.) | -30°C (70% potae.) | -20°C (80% potae.) | -20°C (50% potae.) |
| Nga tono tuatahi | Waea atamai/papa | Nga EV (Tesla, etc.) | E-Pahi/ Pupuri Pungao | Nga EV Premium (Roadster) |
| Painga Matua | Te Whakanui Volumetric High | Te Pungao/Te Taurite Mana | Tino Roa me te Haumaru | Top-Tier Energy Totote |
| Te herenga tino nui | Korahiti Utu Volatility | Te pupuhi hau (Nga Putanga-Ni-Teitei) | Te Maeke Maeke/Taimaha | Hangahanga Matatini |
| Hua Māngai | Pūhiko Apple iPhone | Pūhiko Kirin a CATL | BYD Blade Pūhiko | Panasonic 21700 Pūtau |
He rereke ano nga momo anode:
- Kauwhata: Mahinga paerewa me te pai o te pumau
- Silicon-composite: 25% teitei ake te kaha engari nga take roha
- Lithium-titanate: Te utu tere-tere (10min) engari he iti ake te kaha o te kaha
Ko nga hanganga hiko e pa ana ki te mahi pāmahana. Ko nga electrolytes fluorinated hou e mahi ana i te -40°C, i te mea ka taea e nga taapiri uku te utu tere. He rereke te utu - he 30% te iti ake o nga pūtau LFP i te NMC engari he taumaha ake.
He aha te mana o nga pākahiko lithium-ion i roto i nga waka hiko?
I te wa o nga EV taraiwa whakamatautau, i mohio ahau ehara i te mea he waahanga noa o raatau pākahiko - koinei te turanga.
Ko te Lithium-ion te rangatira o nga EV na te kaha o te kaha-ki-taimaha (200+ Wh/kg), te kaha ki te utu tere, me te heke o nga utu (89% te whakaheke mai i te 2010). Ka whakaratohia e ratou nga awhe 300+ maero e kore e taea ki te whakamahi i te waikawa mata-waikawa, i te nickel-metal hydride ranei.
E toru nga painga hangarau e whakapumau ana i to raatau mana:
- Te teitei o te kaha o te hiko: 12,000 Wh/kg te penehi, engari he 30% te pai o nga miihini Tio. Ko nga pākahiko NMC o naianei e tuku ana i te 4-5x te kaha ake o te kaha mo ia kg atu i nga momo nickel-based, e taea ai nga awhe whaihua.
- He pai te utu: Ka whakaaetia e te Lithium-ion te 350kW+ te utu tere (te taapiri 200 maero i roto i te 15 meneti) na te iti o te aukati o roto. Ko nga pūtau wahie hauwai me 3x te roa o te whakakini mo te awhe rite.
- Ko te whakakotahitanga o te braking regenerative: Ko te matū Lithium ka mau ano i te 90% o te kaha braking me te 45% mo te waikawa mata. Ka toro atu tenei ki te 15-20% mo te taraiwa taone.
Ko nga mahi auaha penei i te hangarau pukoro-ki-paika a CATL ka whakakore i nga waahanga tauira, ka piki ake te kiato o te kete ki te 200Wh/kg me te whakaheke i nga utu ki te $97/kWh (2023). Ka oati nga tauira ahua totoka 500Wh/kg hei te tau 2030.
He aha nga awangawanga haumaru pākahiko lithium-ion?
Na te kite i te ahi o te pākahiko EV i runga i nga purongo i tirotirohia e au nga tino morearea me te hype.
Ko te oma wera - te wera nui kaore e taea te whakahaere na te ara iahiko poto, i te kino ranei - te mea tuatahi morearea. Kei roto i nga whakamarumaru o naianei he whakawehe whakakikorua i te uku, nga electrolytes aukati mura, me nga punaha whakahaere pākahiko paparanga maha e aroturuki ana i ia pūtau 100x/hēkona.
Ka timata te oma wera ina neke ake te mahana i te 150°C, ka puta nga tauhohenga pirau:
- Te wehenga paparanga SEI (80-120°C)
- Tauhohenga hiko me te anode (120-150°C)
- Te pirau Cathode tuku hāora (180-250°C)
- Te ngingiha hiko (200°C+)
Ka whakatinanahia e nga kaihanga nga papa tiaki e rima:
- Hoahoa aukati: Nga taapiri whakaheke-Dendrite i roto i nga electrolytes
- Pūnaha pupuri”: He whakamahana hongere i waenga pūtau me te pātūahi
- Aroturuki: Puoko ngaohiko/mahana ki ia pūtau
- Whakahaerenga Pūmanawa”: Ka wehe i nga pūtau kua pakaru i roto i nga manomano
- Te whakamarumaru hanganga”: Kati-a-tukinga o te pākahiko
Ko te matū rino phosphate (LFP) ka mau ki te 300°C i mua i te pirau ki te 150°C mo te NMC. Ko nga pākahiko konutai-katote hou ka whakakore katoa i nga tupono ahi engari he iti ake te kiato. Whakamahia i nga wa katoa nga riihi kua whakamanahia e te kaihanga - 78% o nga rahunga ka uru ki nga taputapu o muri mai.
Whakamutunga
Ko te hangarau Lithium-ion ka whakataurite i te kiato o te kaha, te utu me te haumaru - engari kei te whanake tonu. Ka taea e nga papahiko totoka o apopo te whakaoti i nga here o enei ra i te wa e whakakaha ana i to tatou oranga a meake nei.
Te wa tuku: Akuhata-05-2025