Niyə sürətli şarj batareyaların ölümüdür
Yağı dəyişdirmək istəyirlər, amma istehsalçıların susduqları hələ də ölümcül bir qüsur var.
Kömür Çağı çoxdan xatırlanır. Neft dövrü də başa çatır. XNUMX əsrin üçüncü on ilində, açıq şəkildə batareyalar dövründə yaşayırıq.
ROLLARI HƏR ZAMAN elektrik enerjisinin insan həyatına daxil olmasından bəri əhəmiyyətli olmuşdur. Ancaq indi üç tendensiya birdən enerji anbarını planetin ən vacib texnologiyasına çevirdi.
Birinci tendensiya mobil cihazların - smartfonlar, planşetlər, noutbuklardakı bumdur.Bizə əvvəllər fənərlər, mobil radiolar və portativ qurğular kimi şeylər üçün batareyalar lazım idi - bunların hamısı nisbətən məhdud istifadə ilə. Bu gün hər kəsin, demək olar ki, daim istifadə etdiyi və onsuz həyatı ağlasığmaz olan ən azı bir şəxsi mobil cihazı var.
İKİNCİ TREND bərpa olunan enerji mənbələrindən istifadə və elektrik enerjisi istehsalı və istehlakının zirvələri arasında qəfil uyğunsuzluqdur. Əvvəllər asan idi: axşamlar ev sahibləri soba və televizorları yandırdıqda və istehlak kəskin artdıqda, istilik elektrik stansiyalarının və atom elektrik stansiyalarının operatorları sadəcə olaraq gücü artırmalı olurlar. Ancaq günəş və küləyin yaranması ilə bu mümkün deyil: istehsalın zirvəsi ən çox istehlakın ən aşağı səviyyədə olduğu bir vaxtda baş verir. Buna görə də, enerji bir şəkildə saxlanılmalıdır. Bir seçim, elektrikin hidrogenə çevrildiyi və sonra yanacaqla şəbəkəyə və elektrik nəqliyyat vasitələrinə qidalandığı sözdə "hidrogen cəmiyyətidir". Lakin zəruri infrastrukturun fövqəladə yüksək qiyməti və bəşəriyyətin hidrogenlə bağlı pis xatirələri (Hindenburq və başqaları) hələlik bu konsepsiyanı arxa planda qoyur.
Marketinq departamentlərinin düşüncəsində "ağıllı şəbəkələr" deyilir: elektrikli avtomobillər ən yüksək istehsalda artıq enerji alır və sonra lazım olduqda onu şəbəkəyə qaytara bilər. Bununla birlikdə, müasir batareyalar hələ belə bir çətinliyə hazır deyil.
Bu problemə başqa bir CAVAB üçüncü bir tendensiya vəd edir: daxili yanma mühərriklərinin batareyalı elektrikli nəqliyyat vasitələri (BEV) ilə əvəzlənməsi. Bu elektrikli nəqliyyat vasitələrinin lehinə olan əsas arqumentlərdən biri, şəbəkənin fəal iştirakçıları ola bilməsi və ehtiyac olduqda onları geri qaytarmaq üçün artıqları götürmələridir.
Tesla-dan Volkswagen-ə qədər hər EV istehsalçısı bu materialı PR materiallarında istifadə edir. Ancaq bunların heç biri mühəndislər üçün ağrılı bir şəkildə aydın olanı tanımır: müasir batareyalar bu cür iş üçün uyğun deyil.
Bu gün bazarda üstünlük təşkil edən və fitness qolbağınızdan ən sürətli Tesla Model S-yə çatdıran LİTYUM-İON TEKNOLOJİ, qurğuşun turşusu və ya nikel metal hidrid batareyaları kimi köhnə konsepsiyalara nisbətən bir çox üstünlüklərə malikdir. Ancaq bunun bir sıra məhdudiyyətləri və hər şeydən əvvəl qocalma meyli var ..
Əksər insanlar batareyaları elektrik enerjisinin bir şəkildə "axdığı" bir növ boru kimi düşünürlər. Ancaq praktikada batareyalar özləri ilə elektrik enerjisi yığmırlar. Müəyyən kimyəvi reaksiyaların başlanması üçün istifadə edirlər. Sonra əks reaksiyaya başlaya və yüklərini bərpa edə bilərlər.
Lityum-ion batareyalar üçün elektrik enerjisinin sərbəst buraxılması ilə reaksiya belə görünür: lityum ionları batareyadakı anodda əmələ gəlir. Bunlar hər biri bir elektron itirmiş lityum atomlardır. İonlar maye elektrolitdən katota doğru hərəkət edir. Və sərbəst buraxılan elektronlar ehtiyac duyduğumuz enerjini təmin edərək bir elektrik dövrəsi ilə ötürülür. Batareya doldurma üçün açıldıqda, proses tərsinə çevrilir və itirilən elektronlarla birlikdə ionlar toplanır.
Lityum birləşmələrlə "həddindən artıq böyümə" qısa bir dövrə səbəb ola bilər və batareyanı alovlandırır.
Təəssüflər olsun ki, litiumun batareyaları hazırlamaq üçün belə uyğun olmasını təmin edən YÜKSƏK REAKTİVİYYƏTin mənfi tərəfi var - o, digər arzuolunmaz kimyəvi reaksiyalarda iştirak etməyə meyllidir. Buna görə də anodda litium birləşmələrinin nazik təbəqəsi tədricən əmələ gəlir ki, bu da reaksiyalara mane olur. Və beləliklə, batareya tutumu azalır. Nə qədər intensiv yüklənərsə və boşaldılırsa, bu örtük bir o qədər qalın olur. Bəzən o, hətta anoddan katoda qədər uzanan və ona çatsa, qısaqapanmaya və batareyanı alovlandıra bilən sözdə "dendritləri" - litium birləşmələrinin stalaktitlərini düşünün - buraxa bilər.
Hər bir doldurma və boşalma dövrü litium-ion batareyanın ömrünü qısaldır. Ancaq son zamanlarda dəbdə olan üç fazalı cərəyanla sürətli şarj prosesi əhəmiyyətli dərəcədə sürətləndirir. Smartfonlar üçün bu, istehsalçılar üçün böyük maneə deyil, hər halda onlar istifadəçiləri iki-üç ildən bir cihazlarını dəyişməyə məcbur etmək istəyirlər.Amma avtomobillər problem yaradır.
İstehlakçıları elektrikli nəqliyyat vasitələri almağa inandırmaq üçün istehsalçılar da sürətli şarj seçimləri ilə onları aldatmalıdırlar. Ancaq İonity kimi sürətli stansiyalar gündəlik istifadə üçün uyğun deyil.
AKTARYAYALARIN QİYMƏTİ DAHA ÜÇÜNCÜDÜR və hətta indiki elektromobilin bütün qiymətindən də çoxdur. Müştərilərini tıqqıltı bombası almadıqlarına inandırmaq üçün bütün istehsalçılar ayrıca, daha uzun batareya zəmanəti verirlər. Eyni zamanda, onlar avtomobillərini uzun məsafələrə səyahət üçün cəlbedici etmək üçün daha sürətli şarjdan istifadə edirlər. Son vaxtlara qədər ən sürətli enerji doldurma stansiyaları 50 kilovat gücündə işləyirdi. Lakin yeni Mercedes EQC 110 kVt-a qədər, Audi e-tron isə 150 kVt-a qədər enerji yığmaq olar, Avropanın Ionity doldurma stansiyaları tərəfindən təklif olunur və Tesla bu göstəricini daha da yüksəltməyə hazırlaşır.
Bu istehsalçılar sürətli şarjın batareyaları məhv edəcəyini tez qəbul edirlər. İonity kimi stansiyalar, insanın uzun bir yol qət etdiyi və vaxtının az olduğu zaman fövqəladə hallarda daha uyğun gəlir. Əks təqdirdə, batareyanı evdə yavaş-yavaş doldurmaq ağıllı bir yanaşmadır.
Bunun nə qədər yüklənmiş və boşaldıldığı da ömrü üçün vacibdir. Buna görə, əksər istehsalçılar% 80-dən yuxarı və ya 20% -dən aşağı yükləməyi məsləhət görmürlər. Bu yanaşma ilə bir lityum-ion batareyası ildə orta hesabla yüzdə 2 gücünü itirir. Beləliklə, gücü bir avtomobildə yararsız hala düşdükcə 10 il və ya təxminən 200 km davam edə bilər.
Nəhayət, BATTERY LIFE, özünəməxsus kimyəvi tərkibindən asılıdır. Hər bir istehsalçı üçün fərqlidir və bir çox hallarda o qədər yenidir ki, zamanla necə yaşlanacağı belə bilinmir. Artıq bir neçə istehsalçı, "bir milyon mil" (1.6 milyon kilometr) ömrü olan yeni nəsil akkumulyatorlar vəd edir. Elon Musk -a görə, Tesla onlardan biri üzərində işləyir. BMW və yarıdan çox digər şirkətlərə məhsul tədarük edən Çin şirkəti CATL, növbəti batareyasının 16 il və ya 2 milyon kilometrə qədər davam edəcəyinə söz verdi. General Motors və Koreyanın LG Chem şirkəti də oxşar bir layihə hazırlayır. Bu şirkətlərin hər birinin real həyatda sınamaq istədikləri öz texnologiya həlləri var. Məsələn, GM, nəmin akkumulyator hüceyrələrinə daxil olmasının qarşısını almaq üçün yenilikçi materiallardan istifadə edəcək. CATL texnologiyası nikel-kobalt-manqan anoduna alüminium əlavə edir. Bu, hazırda bu xammalın ən bahalısı olan kobalt ehtiyacını azaltmaqla yanaşı, batareyanın ömrünü də artırır. Ən azından Çinli mühəndislərin ümid etdikləri budur. Potensial müştərilər bir ideyanın praktikada işləyib -işləmədiyini bilməkdən məmnundurlar.
