Nima uchun tez zaryadlash - bu batareyalarning o'limi
Ular moyni almashtirishni xohlashadi, ammo ishlab chiqaruvchilar jim turadigan o'lik nuqsonga ega.
Ko'mir asri azaldan esga olingan. Neft davri ham nihoyasiga yetmoqda. XNUMX asrning uchinchi o'n yilligida biz aniq batareyalar davrida yashayapmiz.
Elektr energiyasi inson hayotiga kirib kelganidan beri ularning roli har doim muhim ahamiyatga ega. Ammo hozirda uchta tendentsiya birdan energiya yig'ishni sayyoradagi eng muhim texnologiyaga aylantirdi.
Birinchi tendentsiya - bu mobil qurilmalar - smartfonlar, planshetlar, noutbuklar boom.Bizga chiroqlar, mobil radiolar va portativ qurilmalar kabi narsalar uchun batareyalar kerak edi - ularning barchasi nisbatan cheklangan. Bugungi kunda har bir insonda kamida bitta shaxsiy mobil qurilma mavjud bo'lib, u deyarli doimiy foydalanadi va ularsiz uning hayotini tasavvur qilib bo'lmaydi.
IKKINCHI TREND - qayta tiklanadigan energiya manbalaridan foydalanish va elektr energiyasi ishlab chiqarish va iste'mol qilish cho'qqilari o'rtasidagi keskin tafovut. Ilgari bu oson edi: egalari kechqurun pechka va televizorlarni yoqganda va iste'mol keskin oshganida, issiqlik elektr stansiyalari va atom elektr stansiyalari operatorlari shunchaki quvvatni oshirishlari kerak. Ammo quyosh va shamolning paydo bo'lishi bilan bu mumkin emas: ishlab chiqarish cho'qqisi ko'pincha iste'mol eng past darajada bo'lgan vaqtda sodir bo'ladi. Shuning uchun energiya qandaydir tarzda saqlanishi kerak. Variant "vodorod jamiyati" deb ataladi, unda elektr energiyasi vodorodga aylanadi va keyin yoqilg'ini tarmoq va elektr transport vositalariga etkazib beradi. Ammo zarur infratuzilmaning favqulodda yuqori narxi va insoniyatning vodorod haqidagi yomon xotiralari (Hindenburg va boshqalar) bu kontseptsiyani hozircha orqada qoldiradi.
"Aqlli tarmoqlar" deb nomlanuvchi marketing bo'limlari ongiga qarashadi: elektromobillar ishlab chiqarishning eng yuqori chog'ida ortiqcha energiya oladi, so'ngra, agar kerak bo'lsa, uni tarmoqqa qaytarishi mumkin. Biroq, zamonaviy batareyalar hali bunday muammoga tayyor emas.
Ushbu muammoga yana bir MUMKIN JAVOB uchinchi tendentsiyani va'da qilmoqda: ichki yonuv dvigatellarini akkumulyatorli elektr transport vositalariga (BEV) almashtirish. Ushbu elektr transport vositalarining foydasiga asosiy dalillardan biri shundaki, ular tarmoqning faol ishtirokchilari bo'lishi mumkin va kerak bo'lganda ularni qaytarib berish uchun ortiqcha narsalarni olishlari mumkin.
Tesla'dan Volkswagengacha bo'lgan har bir EV ishlab chiqaruvchisi ushbu g'oyani PR materiallarida ishlatadi. Biroq, ularning hech biri muhandislar uchun og'riqli aniq bo'lgan narsani tan olmaydi: zamonaviy batareyalar bunday ish uchun mos emas.
Bugungi kunda bozorda hukmronlik qiladigan va fitnes bilaguzukingizdan eng tez Tesla Model S-ga etkazib beradigan LITIYUM-ION TEXNOLOGIYASI qo'rg'oshin kislotasi yoki nikel metall gidridli akkumulyatorlar kabi eski tushunchalarga qaraganda juda ko'p afzalliklarga ega. Ammo uning cheklovlari va, avvalambor, qarishga moyilligi bor.
Aksariyat odamlar akkumulyatorlarni elektr quvvati qandaydir tarzda "oqadigan" naycha turi deb bilishadi. Ammo amalda batareyalar o'z-o'zidan elektr energiyasini saqlamaydi. Ular ma'lum kimyoviy reaktsiyalarni boshlash uchun foydalanadilar. Keyin ular qarama-qarshi reaktsiyani boshlashlari va o'zlarining zaryadlarini tiklashlari mumkin.
Lityum-ionli batareyalar uchun elektr energiyasini chiqarish bilan reaktsiya quyidagicha ko'rinadi: lityum ionlari batareyadagi anodda hosil bo'ladi. Bular litiy atomlari bo'lib, ularning har biri bitta elektronni yo'qotgan. Ionlar suyuq elektrolitlar orqali katodga o'tadi. Va bo'shatilgan elektronlar elektr zanjiri orqali uzatilib, bizga kerakli energiya beradi. Batareya zaryadlash uchun yoqilganda, jarayon teskari yo'naltiriladi va yo'qolgan elektronlar bilan birga ionlar yig'iladi.
Lityum birikmalar bilan "haddan tashqari o'sish" qisqa tutashuvga olib kelishi va batareyani yoqishi mumkin.
Biroq, afsuski, litiyni batareyalar ishlab chiqarish uchun juda mos qiladigan YUQORI REAKSİYONLIKning salbiy tomoni bor - u boshqa istalmagan kimyoviy reaktsiyalarda qatnashishga moyildir. Shuning uchun anodda asta-sekin lityum birikmalarining yupqa qatlami hosil bo'ladi, bu reaktsiyalarga xalaqit beradi. Va shuning uchun batareya quvvati kamayadi. Qanchalik intensiv ravishda zaryadlangan va zaryadsizlangan bo'lsa, bu qoplama qalinroq bo'ladi. Ba'zan u hatto anoddan katodgacha cho'zilgan va agar ular unga etib borsa, qisqa tutashuvga olib kelishi va batareyani yoqishi mumkin bo'lgan "dendritlar" ni - lityum birikmalarining stalaktitlarini o'ylab ko'rishi mumkin.
Zaryadlash va tushirishning har bir tsikli lityum-ion batareyaning ishlash muddatini qisqartiradi. Ammo yaqinda moda bo'lgan uch fazali oqim bilan tez zaryadlash jarayonni sezilarli darajada tezlashtiradi. Smartfonlar uchun bu ishlab chiqaruvchilar uchun katta to'siq emas, har qanday holatda ham ular foydalanuvchilarni har ikki-uch yilda qurilmalarini almashtirishga majburlamoqchi.Ammo avtomobillar muammo.
Iste'molchilarni elektr transport vositalarini sotib olishga ishontirish uchun ishlab chiqaruvchilar ularni tez zaryadlash imkoniyatlarini ham jalb qilishlari kerak. Ammo Ionity kabi tezkor stantsiyalar kundalik foydalanish uchun mos emas.
AKTARYA NARXI YANA UCHINCHI va hattoki bugungi elektromobilning narxidan ham ko'proq. Barcha ishlab chiqaruvchilar o'z mijozlarini bomba sotib olmasligiga ishontirish uchun alohida, uzoqroq batareya kafolatini taqdim etadilar. Shu bilan birga, ular o'z avtomobillarini uzoq masofalarga sayohat qilish uchun jozibador qilish uchun tezroq zaryadlashga tayanadilar. Yaqin vaqtgacha eng tez zaryadlovchi stansiyalar 50 kilovatt quvvatda ishlagan. Ammo yangi Mercedes EQC 110 kVtgacha, Audi e-tron 150 kVtgacha quvvat olishi mumkin, bu Yevropa Ionity zaryad stansiyalari tomonidan taklif qilinmoqda va Tesla barni yanada yuqoriroq ko‘tarishga tayyorlanmoqda.
Ushbu ishlab chiqaruvchilar tezda zaryadlash batareyalarni yo'q qilishini tezda qabul qilishadi. Ionity kabi stantsiyalar favqulodda vaziyatlar uchun ko'proq mos keladi, agar odam uzoq yo'l bosib o'tgan bo'lsa va vaqt kam bo'lsa. Aks holda, batareyangizni uyda asta-sekin zaryadlash aqlli yondashuvdir.
Uning zaryadlangan va zaryadsizlanganligi uning hayoti uchun ham muhimdir. Shuning uchun, ko'pchilik ishlab chiqaruvchilar 80% dan yuqori va 20% dan pastroq narxni tavsiya etmaydi. Ushbu yondashuv bilan lityum-ion batareyasi yiliga o'rtacha 2 foiz quvvatini yo'qotadi. Shunday qilib, uning quvvati shunchalik pasayib ketgunga qadar, u 10 yilga yoki taxminan 200 kmgacha davom etishi mumkin, bu esa mashinada yaroqsiz holga keladi.
Va nihoyat, BATTERY LIFE uning noyob kimyoviy tarkibiga bog'liq. Bu har bir ishlab chiqaruvchi uchun turlicha va ko'p hollarda u shunchalik yangi bo'lib, vaqt o'tishi bilan uning qanday qarishi ham noma'lum. Bir nechta ishlab chiqaruvchilar allaqachon "bir million mil" (1.6 million kilometr) umr ko'radigan yangi avlod batareyalarini va'da qilmoqdalar. Elon Muskning so'zlariga ko'ra, Tesla ulardan biri ustida ishlamoqda. BMW va boshqa o'nlab kompaniyalarga mahsulot etkazib beradigan Xitoyning CATL kompaniyasi uning keyingi akkumulyatori 16 yilga yoki 2 million kilometrga yetadi deb va'da bergan. General Motors va Koreyaning LG Chem kompaniyalari ham shunga o'xshash loyihani ishlab chiqishmoqda. Bu kompaniyalarning har biri o'z texnologik echimlariga ega, ular real hayotda sinab ko'rmoqchi. Masalan, GM namlik akkumulyator hujayralariga kirmasligi uchun innovatsion materiallardan foydalanadi. CATL texnologiyasi nikel-kobalt-marganets anodiga alyuminiy qo'shadi. Bu nafaqat hozirgi vaqtda eng qimmat xom ashyo bo'lgan kobaltga bo'lgan ehtiyojni kamaytiradi, balki batareyaning ishlash muddatini ham oshiradi. Hech bo'lmaganda xitoylik muhandislar umid qiladilar. Potentsial mijozlar g'oyaning amalda ishlayotganini bilishdan xursand bo'lishadi.
