Гурван үндсэн төрөл байдаглити-ион батерей(лити-ион): цилиндр хэлбэртэй эсүүд, призм хэлбэртэй эсүүд болон уут хэлбэртэй эсүүд. Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн салбарт хамгийн ирээдүйтэй хөгжил нь цилиндр хэлбэртэй болон призм хэлбэртэй эсүүд дээр эргэлддэг. Цилиндр хэлбэртэй батерейны формат сүүлийн жилүүдэд хамгийн түгээмэл байгаа ч призм хэлбэртэй эсүүд давамгайлж магадгүйг хэд хэдэн хүчин зүйл харуулж байна.

Юу вэПризматик эсүүд

Апризматик эснь хатуу бүрхүүлд химийн найрлагатай элемент юм. Түүний тэгш өнцөгт хэлбэр нь батерейны модульд олон төхөөрөмжийг үр ашигтайгаар давхарлах боломжийг олгодог. Призматик элементийн хоёр төрөл байдаг: бүрхүүлийн доторх электродын хуудаснууд (анод, тусгаарлагч, катод) нь давхарласан эсвэл цувисан, хавтгайрсан байдаг.

Ижил эзэлхүүнтэй үед давхарласан призм эсүүд нэг дор илүү их энерги ялгаруулж, илүү сайн гүйцэтгэлийг санал болгодог бол хавтгай призм эсүүд илүү их энерги агуулдаг тул илүү бат бөх чанарыг санал болгодог.

Призматик эсүүдийг голчлон эрчим хүч хадгалах систем болон цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд ашигладаг. Тэдгээрийн том хэмжээ нь цахилгаан дугуй, гар утас зэрэг жижиг төхөөрөмжүүдэд тохиромжгүй болгодог. Тиймээс тэдгээр нь эрчим хүч их шаарддаг хэрэглээнд илүү тохиромжтой.

Цилиндр хэлбэртэй эсүүд гэж юу вэ

Ацилиндр хэлбэртэй эснь хатуу цилиндртэй лаазанд бэхлэгдсэн эс юм. Цилиндр эсүүд нь жижиг, дугуй хэлбэртэй тул тэдгээрийг бүх хэмжээтэй төхөөрөмжид овоолж байрлуулах боломжтой болгодог. Бусад батерейны форматаас ялгаатай нь тэдгээрийн хэлбэр нь хавдахаас сэргийлдэг бөгөөд энэ нь батерейнд хий хуримтлагддаг хүсээгүй үзэгдэл юм.

Цилиндр хэлбэртэй эсүүдийг анх зөөврийн компьютерт ашиглаж байсан бөгөөд эдгээр нь гурваас есөн эс агуулсан байв. Дараа нь Тесла 6,000-9,000 эс агуулсан анхны цахилгаан тээврийн хэрэгсэлдээ (Roadster болон Model S) тэдгээрийг ашигласнаар тэдгээр нь алдартай болсон.

Цилиндр хэлбэртэй эсүүдийг цахилгаан дугуй, эмнэлгийн хэрэгсэл, хиймэл дагуулд ашигладаг. Эдгээр нь хэлбэрийнхээ ачаар сансрын судалгаанд зайлшгүй шаардлагатай; бусад эсийн хэлбэрүүд нь агаар мандлын даралтаас болж гажигтай байдаг. Жишээлбэл, Ангараг гараг дээр илгээсэн хамгийн сүүлийн Rover нь цилиндр хэлбэртэй эсүүдийг ашиглан ажилладаг. Формула Е өндөр хүчин чадалтай цахилгаан уралдааны машинууд батерейдаа Rover-тэй яг ижил эсүүдийг ашигладаг.

Призматик ба цилиндр хэлбэртэй эсүүдийн хоорондох гол ялгаанууд

Призм болон цилиндр хэлбэртэй эсүүдийг ялгадаг цорын ганц зүйл бол хэлбэр биш юм. Бусад чухал ялгаанд тэдгээрийн хэмжээ, цахилгаан холболтын тоо, гаралтын чадал орно.

Хэмжээ

Призматик эсүүд нь цилиндр хэлбэртэй эсүүдээс хамаагүй том бөгөөд тиймээс эс бүрт илүү их энерги агуулдаг. Ялгааг нь ойролцоогоор ойлгохын тулд нэг призматик эс нь 20-100 цилиндр хэлбэртэй эстэй ижил хэмжээний энерги агуулж болно. Цилиндр хэлбэртэй эсүүдийн жижиг хэмжээ нь тэдгээрийг бага эрчим хүч шаарддаг хэрэглээнд ашиглаж болно гэсэн үг юм. Үүний үр дүнд тэдгээрийг илүү өргөн хүрээний хэрэглээнд ашигладаг.

Холболтууд

Призматик эсүүд нь цилиндр хэлбэртэй эсүүдээс том тул ижил хэмжээний энерги гаргахын тулд цөөн эс шаардлагатай. Энэ нь ижил эзэлхүүнтэй үед призматик эс ашигладаг батерейнууд гагнах шаардлагатай цахилгаан холболт багатай гэсэн үг юм. Энэ нь призматик эсүүдийн хувьд гол давуу тал юм, учир нь үйлдвэрлэлийн согог гарах магадлал бага байдаг.

Хүч чадал

Цилиндр хэлбэртэй эсүүд нь призмийн эсүүдээс бага энерги хадгалж болох ч илүү их чадалтай байдаг. Энэ нь цилиндр хэлбэртэй эсүүд нь призмийн эсүүдээс илүү хурдан энергиэ гадагшлуулж чадна гэсэн үг юм. Учир нь тэдгээр нь ампер-цагт (Аа) илүү их холболттой байдаг. Үүний үр дүнд цилиндр хэлбэртэй эсүүд нь өндөр гүйцэтгэлтэй хэрэглээнд тохиромжтой бол призмийн эсүүд нь эрчим хүчний үр ашгийг оновчтой болгоход тохиромжтой.

Өндөр хүчин чадалтай батерейны хэрэглээний жишээнд Формула Е уралдааны машинууд болон Ангараг дээрх Ingenuity нисдэг тэрэг орно. Хоёулаа эрс тэс орчинд маш өндөр гүйцэтгэл шаарддаг.

Призматик эсүүд яагаад давамгайлж байж болох вэ

Цахилгаан тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэл хурдацтай хөгжиж байгаа бөгөөд призм хэлбэртэй эсүүд эсвэл цилиндр хэлбэртэй эсүүд давамгайлах нь тодорхойгүй байна. Одоогийн байдлаар цилиндр хэлбэртэй эсүүд цахилгаан тээврийн хэрэгслийн салбарт илүү өргөн тархсан боловч призм хэлбэртэй эсүүд улам бүр түгээмэл болно гэж үзэх шалтгаан бий.

Нэгдүгээрт, призматик эсүүд нь үйлдвэрлэлийн алхмуудын тоог цөөрүүлснээр зардлыг бууруулах боломжийг олгодог. Тэдгээрийн формат нь илүү том эс үйлдвэрлэх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь цэвэрлэж, гагнах шаардлагатай цахилгаан холболтын тоог бууруулдаг.

Призматик батерей нь лити-төмөр фосфат (LFP) химийн хамгийн тохиромжтой хэлбэр бөгөөд энэ нь хямд бөгөөд илүү хүртээмжтэй материалуудын холимог юм. Бусад химийн үйлдвэрүүдээс ялгаатай нь LFP батерей нь дэлхий дээр хаа сайгүй байдаг нөөцийг ашигладаг. Тэд бусад төрлийн эсийн үнийг өсгөдөг никель, кобальт зэрэг ховор, үнэтэй материал шаарддаггүй.

LFP призматик эсүүд гарч ирж байгаагийн хүчтэй дохионууд байна. Азид цахилгаан тээврийн хэрэгслийн үйлдвэрлэгчид призматик форматтай LFP батерейны нэг төрөл болох LiFePO4 батерейг аль хэдийн ашиглаж байна. Тесла мөн автомашиныхаа стандарт цуврал хувилбаруудад Хятадад үйлдвэрлэсэн призматик батерейг ашиглаж эхэлсэн гэж мэдэгдэв.

Гэсэн хэдий ч LFP химийн найрлага нь чухал сул талуудтай. Нэгдүгээрт, энэ нь одоогоор ашиглагдаж байгаа бусад химийн бодисуудаас бага энерги агуулдаг тул Формула 1 цахилгаан машин гэх мэт өндөр хүчин чадалтай тээврийн хэрэгсэлд ашиглах боломжгүй юм. Үүнээс гадна, батерейны удирдлагын системүүд (BMS) нь батерейны цэнэгийн түвшинг урьдчилан таамаглахад хэцүү байдаг.

Та энэ видеог үзэж дэлгэрэнгүй мэдээлэл авах боломжтойLFPхимийн шинжлэх ухаан болон түүний түгээмэл байдал яагаад өсөн нэмэгдэж байгаа талаар.