Mpanamboatra Sinoa-CATL mitana 37,9% ny anjara eran-tany, BYD amin'ny 17,2%-dia nahazo ny vidiny tamin'ny alàlan'ny habe sy ny fahamatorana amin'ny fizotrany izay sahirana ny hafa hamerenana azy. Ho an'ny mpividy, tsy voatery hoe "mividy sinoa" ny esorina. Ilainao ny manavaka ny tena fahombiazana amin'ny fanapahana -zoro.

Fanamboarana Electrode

Manodidina ny 45% amin'ny vidin'ny famokarana manontolo ny famokarana electrode. Ity dingana ity dia mametraka toetran'ny electrochemical izay tsy misy dingana midina azo amboarina.

Fiomanana Slurry

Ny famokarana dia manomboka amin'ny fampifangaroana slurry. Ny fandrafetana cathode dia manambatra ny akora mavitrika-lithium cobalt oxide (LiCoO₂), lithium iron phosphate (LFP), na nickel-manganese-cobalt (NMC)-miaraka amin'ny mainty karbônina ho fitaovana enti-mitondra sy ny binder PVDF levona ao anaty solvent NMP. Ny anode dia mampiasa grafita miaraka amin'ny fanamafisam-peo CMC sy famatorana SBR amin'ny rafitra-rano.

Dingana roa-fampifangaroana: maina aloha mba hamotipotika ny aglomerates, avy eo mando mba hahazoana fanaparitahana mitovy. Ny toetry ny banga mandritra ny fampifangaroana (manodidina ny 0,01 mbar) dia manala ny rivotra miditra izay mety hiteraka tsy fahampian-tsakafo any ambany. Toa pitsopitsony-mandra-pamaha olana ny porosity ao amin'ny sela vita.

Ny votoatin'ny binder dia mamorona fifampiraharahana ara-teknika tena izy. Ahenao izany mba hampitomboana ny hakitroky ny angovo. Mandehana ambany loatra ary tsy mahomby ny adhesion mandritra ny bisikileta. Ny fenitry ny indostria dia manodidina ny 5% PVDF ho an'ny cathodes ary 6% CMC / SBR ho an'ny anodes, saingy mitaky fanitsiana mifototra amin'ny toetran'ny singa mavitrika. Ny mpanamboatra za-draharaha dia mahafantatra tsara ny fitaovany mba hanosehana ireo fetra ireo. Ireo tsy dia za-draharaha dia mandika ireo takelaka specs ary manantena ny tsara indrindra.

coating

Manjakazaka amin'ny famokarana batterie ny slot-dia. Ny fomba dia mahatratra ny fitovian'ny hateviny ao anatin'ny 3 mikrômetatra-ilaina rehefa mamaritra mivantana ny fahafahan'ny sela ny entana elektrôda. Ny coating mando dia 100-300μm matevina, ampiharina amin'ny foil aluminium (12-20μm) ho an'ny cathodes ary foil varahina (10-20μm) ho an'ny anodes.

Ny fanamainana aorian'ny coating dia mihinana 48% amin'ny fotoana famokarana electrode manontolo. Ny lafaoro -faritra maro dia mandeha amin'ny mari-pana eo anelanelan'ny 95-120 degre mba hanesorana solvent. Fomba tsy fahombiazana roa no mamely ireo mpanamboatra tsy manana traikefa eto.

Maina haingana loatra sy ny binder mifindra monina amin'ny elektrôla ambonin'ny, mampihena ny adhesion amin'izao fotoana izao mpanangona. Misaraka ara-bakiteny amin'ny foil ny sombin-javatra eo ambanin'ny fanitarana miverimberina sy ny fihenam-bidy mandritra ny bisikileta. Maina miadana loatra ary ny hamandoana tavela dia mihetsika amin'ny electrolyte mandritra ny fandidiana, miteraka entona ary miteraka fivontosan'ny sela.

Nahita fomba tsy fahombiazana roa izahay tamin'ny fiverenana an-tsaha. Ny olana amin'ny fanamainana dia mamitaka satria mandeha tsara ny fanamarinana kalitao voalohany. Andrana ara-dalàna ny sela. Alefaso any amin'ny mpanjifa. Enim-bolana aty aoriana, manomboka tonga ny fitakiana fiantohana.

Kalandrie

Roll fanerena compacts ny maina electrode coating. Tany porosité kendrena eo anelanelan'ny 30-40%-efa ampy ho an'ny fidiran'ny elektrôlôly sy ny fitaterana ion, fa ny hakitroky avo dia avo mba hanamafisana ny fitahirizana volumetika.

Ny fahitana iray izay naharitra elaela vao nahatakatra anay: ny hafainganam-pandehan'ny kalandrie ambony kokoa dia mampihena ny fanoherana ionic amin'ny electrodes vita. Tafiditra ao anatin'ilay mekanisma ny fiantraikan'ny fanerena amin'ny géometrika mifandray amin'ny particle, ka mamorona lalan'ny lithium-ion tsara kokoa. Ity karazana fahalalana dingana ity dia zara raha miseho amin'ny angon-drakitra fa miseho mazava amin'ny angon-drakitra momba ny fampandehanana sela.

Fivoriamben'ny sela

Ny dingan'ny fivoriambe dia mitondra ny electrodes miaraka amin'ny separator ho rafitra sela miasa. Ny fihodinkodinana cylindrical, ny fametrahana prismatique, ny fandrindrana ny kitapo-dia miovaova ny endrika saingy tsy miova ny fanamby fototra amin'ny fivoriambe.

Electrode Alignment sy N/P Ratio

Tsy maintsy mihoatra ny 1,0 na aiza na aiza manerana ny velaran'ny elektrôda ny ratsy-hatramin'ny-fahefan'ny elektrôda tsara (N/P ratio). Mialà eo ambanin'ny firaisankina amin'ny fotoana rehetra ary tsy misy na aiza na aiza alehan'ny lithium ion mandritra ny fiampangana. Vokany: fametahana metaly litium eo amin'ny velaran'ny anode, manimba ny fahafaha-manao ary miteraka risika -fohy.

Ny famaritana overhang dia mihazakazaka 300-1000μm fandeferana. Henjana kokoa noho ny feo rehefa mihazakazaka famokarana haingana ianao.

Ny ketrona separator sy ny tsy fitovian'ny electrode dia isan'ireo antony voalohany mahatonga ny tsy fahombiazan'ny saha. Ireo lesoka ireo dia miseho mandritra ny fivoriambe, mandalo fanamarinana ny kalitao voalohany, avy eo miseho mandritra ny bisikileta rehefa tara loatra ny manao na inona na inona afa-tsy ny fitakiana fiantohana.

Fampidirana Electrolyte

Ny famolavolana electrolyte mahazatra-1.2M LiPF₆ ao amin'ny EC:DMC solvent-mihetsika mahery vaika amin'ny hamandoana. Mamokatra asidra hydrofluoric izay manimba ny atiny sela. Izany no mahatonga ny famenoana electrolyte amin'ny efitrano maina miaraka amin'ny fanaraha-maso ny tontolo iainana izay toa tafahoatra amin'ny toe-javatra famokarana hafa.

Mandany 29-43% ny totalin'ny angovo avy amin'ny orinasa ny fiasan'ny efitrano maina. Manao respirator ny operateur amin'ny faritra misy electrolyte-na ny fofon'aina mivoaka aza dia mampiditra hamandoana ampy handotoana ny sela.

Ny famenoana banga manodidina ny 0.01 mbar dia manafaingana ny fidiran'ny electrolyte. Mbola maharitra ora maro ka hatramin'ny andro ny fandotoana tanteraka, arakaraka ny porosity electrode sy ny géométrie sela. Ny mpanamboatra sasany dia mihazakazaka ny mari-pana ambony amin'ny 30-50 degre mba hampihenana ny viscosity electrolyte sy hanafaingana ny dingana.

Famoronana bisikileta sy fahanterana

​

Ny fiforonan'ny sela-, ny fanesorana gazy, ny fahanterana-dia mahatratra 33% amin'ny vidin'ny famokarana. Ity dingana ity dia mamorona bottleneck famokarana lehibe indrindra.

SEI Layer Formation

Ny tsingerin'ny fiampangana voalohany dia mamorona ny sosona solid electrolyte interphase (SEI) eo amin'ny tontolon'ny anode. Ity sosona passivation ity dia tokony ho matevina tsara mba hisorohana ny fanimbana ny electrolyte raha mbola mijanona ho ion-conductive. Ny fananganana dia manaraka ny tokonam-bolan'ny vinavina:

Mampiasa ny tahan'ny C-ambany (0,05C-0,2C) mandritra ny 10-86 ora ny fananganana mahazatra. Ny sela mpandala ny nentin-drazana nefa miadana dia mitana fitaovana fananganana hatramin'ny tapa-bolana alohan'ny hamitana ny fizotry ny fahanterana.

Ny fikarohana navoaka tao amin'ny Energy & Environmental Science dia mampiseho fa ny fananganana haingana amin'ny 1C + miaraka amin'ny mety ho electrode ratsy voafehy dia mampihena ny fotoana fananganana ho latsaky ny 2 ora ary manitatra ny fiainana tsingerina hatramin'ny 50% (pubs.rsc.org). Ny tsindry ivelany mandritra ny fananganana (hatramin'ny 1.9 kN) dia manafaingana kokoa ny dingana. Ireo mpanamboatra nampihatra ireo protocole ireo dia mahazo tombony amin'ny fidirana lehibe. Ny hafa dia mbola mihazakazaka-herinandro lava be.

Nahoana no tsy azo adinoina ny fahanterana

Maharitra andro ka hatramin'ny telo herinandro ny fahanterana aorian'ny-. Mamela ny fanamafisana ny SEI, ny fiparitahan'ny entona, ary-manamarika-mamela ny lesoka anatiny hiseho ho toy ny-ny fivoahana alohan'ny fandefasana.

Nianatra ity lesona ity izahay tamin'ny traikefan'ny mpanjifa. Nahazo sela avy amin'ny mpanamboatra manolotra vidiny mahery vaika izy ireo. Nohafohezin'ny mpamatsy ny fe-potoana fahanterana mba hanatsarana ny vokatra. Toa tsara ny fitsapana voalohany. Roa ambin'ny folo volana taorian'ny fametrahana azy, dia niakatra 3x mihoatra noho ny voafaritra ny tahan'ny famotsorana tena. Nitaky fanoloana sela ny fametrahana manontolo.

Ny fahanterana dia maneho ny renivola miasa mifamatotra amin'ny trano fanatobiana entana. Tena misy ny fakam-panahy hanafohezany azy. Tonga ny vokany.

Fanaraha-maso kalitao

Ny famokarana Lithium-iona dia misy masontsivana kalitao 2000 eo ho eo izay mitaky fanaraha-maso sy fanaraha-maso-tarehimarika notaterin'i Honeywell ao amin'ny antontan-taratasin'izy ireo automatique gigafactory (thechemicalengineer.com). Mandritra ny fiakaran'ny famokarana-dia mety hahatratra 30-75% amin'ny haavon'ny milina. Tsy misy akaikin'ny Six Sigma io.

Mekanisma misy kilema mendrika ho takarina

Ho an'ny kalitaon'ny mpamatsy, ireo rafitra ireo dia manolotra fanontaniana manokana momba ny fanamarinana. Inona no fanaraha-maso hamandoana mandeha amin'ny tsipika coating? Ahoana no hanamarinan'ny mpamatsy ny tahan'ny N / P manerana ny elektrôla? Inona no protocole fananganana ampiasain'izy ireo, ary inona no angona mampiseho fahombiazana?

Fitsapana sy fanamarinana

Ny sela efa vita dia mandalo fitsapana Hi-Pot (200-500V) mba hamantarana fohy, fanasokajiana ny fahafaha-mampifanaraka ny sela ho vondrona, ary ny fanaraha-maso OCV mandritra ny fitahirizana mba hahazoana ireo zavatra hafa mivoaka.

Ny fanamarinana dia manampy vidiny nefa manamarina ny fanoloran-tena amin'ny kalitao:

Tena-Toekarena Fampielezana Eran-tany

Ny fahasarotan'ny famokarana voalaza etsy ambony dia misy fiantraikany mivantana amin'ny vidin'ny fananana. Ny famakafakana nataon'ny Enterprise Fleet Management niaraka tamin'i Geotab tamin'ny fiara 91.252 dia nahita fa ny 13% dia azo soloina avy hatrany amin'ny EV ara-toekarena, ary mitentina 167 tapitrisa dolara ny tahiry-eo ho eo amin'ny $4,056 isaky ny fiara-miaraka amin'ny electrification 50% amin'ny fiaramanidina (efleets.com).

Ny fametrahana fiara fitateram-pitaterana herinaratra Rivian 25,000+ nataon'i Amazon dia mampiseho fampiharana lehibe-. Ny rafitra Adaptive Load Management dia nampitombo 40% ny herin'ny fiampangana ary nanapaka ny fotoana famandrihana tokony ho adiny 2 isaky ny fiara. Ny fampiasam-bola ho an'ny fotodrafitrasa dia tsy misy dikany raha tsy miasa tsara mandritra ny androm-piainany ny sela bateria ao ambaniny.

Notaterin'ny FedEx fa ny sarety elektrika ao Manhattan dia nahafahana nandefa fonosana 15% bebe kokoa isan'ora raha oharina amin'ny fiara mahazatra. Miankina tanteraka amin'ny fahombiazan'ny sela tsy miovaova-izay miverina amin'ny fanaraha-maso ny fizotran'ny famokarana ireo tombony azo amin'ny fahombiazana ireo.

Sourcing Implications

Ny sela avy amin'ny mpanamboatra efa manana tsipika famokarana matotra dia mitondra risika ambany kokoa noho ny an'ny trano vaovao izay mbola miakatra amin'ny curve fianarana. Mihatra izany na avy amin'ny CATL, BYD, LG Energy Solution, na mpamokatra manokana manolotra fizarana tsena manokana ianao.

Ny fividianana miompana amin'ny vidiny-izay tsy miraharaha ny fahamatorana amin'ny famokarana dia miteraka fandaniana miafina: fitakiana fiantohana, olana amin'ny fampidirana ny sela-hatramin'ny-fiovaovan'ny sela, ary ny fahaleovan-tena haingana izay misy fiantraikany amin'ny toe-karenan'ny rafitra mandritra ny androm-piainan'ny fametrahana.

Ho an'ny fampiharana mitaky toetra manokana momba ny fampandehanana-fiainan'ny tsingerina avo, fampandehanana mari-pana midadasika, anton-javatra manokana-miasa miaraka amin'ny mpanamboatra izay mampiseho fahaiza-manara-maso ny fizotrany dia manome lanja mihoatra ny vidin'ny sela. Ny fiaraha-miasa ara-teknika mandritra ny fifantenana sela, ny protocole fitiliana mifanaraka amin'ny fepetra takian'ny fampiharana, ary ny mangarahara amin'ny rojo famatsiana dia mandray anjara amin'ny fametrahana mahomby.

*Ho an'ny fanontaniana ara-teknika momba ny mari-pamantarana momba ny bateria lithium-ion, ny fanamboarana fonosana manokana, na ny fanohanan'ny kalitaon'ny mpamatsy, ny ekipa injeniera Polinove dia mandray ny fifanakalozan-kevitra miaraka amin'ireo mpandray anjara amin'ny tetikasa manombana ny vahaolana momba ny bateria ho an'ny fampiharana indostrialy.*