Литиевый акб: Почему стоит переплатить за литиевый аккумулятор

 В настоящей статье рассматриваются наиболее перспективные литий-ионные аккумуляторы. 

Электроды современных аккумуляторов изготавливаются путём нанесения катодного материала на алюминиевую фольгу (катод) и, соответственно, анодного материала – на медную фольгу. В химический состав катодного материала входят, чаще всего, литиевые соли кобальтовой кислоты и твёрдые растворы литиевых солей никелевой кислоты. В качестве анодного материала используют литиевые соли фосфорной кислоты. Электролит представляет собой гелеобразную массу, в состав которой входят соли лития.
Электролитом пропитываются так называемые сепараторы – конструкции, имеющие пористую структуру. Электроды и сепараторы размещаются в герметичном корпусе. Для токосъёма предусмотрены присоединительные клеммы. Корпус аккумулятора снабжён предохранительным клапаном избыточного давления, срабатывающим в аварийных ситуациях. Отличительными особенностями литий-ионных аккумуляторов являются малый вес, продолжительный срок службы и большая удельная ёмкость на единицу массы и объёма. Аккумуляторы при хранении и эксплуатации не загрязняют окружающую среду, они соответствуют всем мировым стандартам по экологии. Вместе с тем, — это самые дорогие из всех современных аккумуляторов. 

Существует несколько разновидностей литий-ионных аккумуляторов. Различают аккумуляторы литий-марганцевые, литий-полимерные, литий-железо-фосфатные. Области применения, режимы работы, положительные и отрицательные характеристики  всех аккумуляторов на основе лития, его сплавов и солей во многом схожи.

    Цены на литий-ионные аккумуляторы достаточно высокие. Они соизмеримы со стоимостью хорошего велосипеда и в случае установки на электровелосипед, стоимость такого транспорта всегда будет выше, чем электровелосипеда, укомплектованного  свинцово-кислотными батареями. 

 Литий-марганцевые аккумуляторы

 В этих аккумуляторах анодный электрод изготавливается из химически чистого лития, а катод – из диоксида марганца. Электролит представляет собой органическое вещество, состав которого является секретом предприятия-изготовителя. Аккумуляторы собираются в батареи из  мягких полимерных корпусов, в виде стандартизованных цилиндров и таблеток. Батареи широко используются для питания разнообразной электротехнической и электронной аппаратуры, в частности, для ноутбуков,  автономных охранных и противопожарных  сигнализаций, цифровых фото- и кинокамер, систем реанимации и искусственных органов человеческого тела, в испытательных станциях, для электротранспорта – электромобилей и электровелосипедов.  Номинальное напряжение на контактах одного ячейки аккумулятора колеблется в пределах 3,15-3,3 В (здесь и далее под напряжением аккумулятора имеется в виду напряжение одного аккумуляторного элемента, в отличие от номинального напряжения аккумуляторной батареи, которую в быту ошибочно называют «аккумулятором»). Рабочее напряжение аккумулятора – 3,0 В. Фактически, оно является наибольшим по сравнению с другими аналогичными аккумуляторами. Габаритные размеры аккумуляторов цилиндрической формы находятся в пределах 14 – 39 мм (диаметры), высота от 25 до 34 мм. Удельная ёмкость одного аккумулятора может достигать 10 Ампер часов. Таблеточные аккумуляторы имеют диаметры в пределах 16 – 30 мм, высоту 1,2 – 10,5 мм.  Их ёмкость может  быть до 950 мА-ч.    Срок службы аккумулятора,  при условии правильной эксплуатации, может доходить до 10 лет.

Для зарядки всех типов литиевых аккумуляторов,  выпускаются специальные автоматические зарядные устройства, со световой сигнализацией, извещающей о начале и окончании процесса зарядки. Эти устройства могут поставляться в комплекте с аккумуляторной батареей или отдельно. В состав зарядных устройств входят элементы автоматики, не допускающие аварийных  режимов и превышения напряжения зарядки.

   Рабочее напряжение таких аккумуляторов составляет 3,7 В. Максимальная удельная ёмкость одного аккумулятора может достигать 4.2 Ампер часа. Электролит представляет собой полимерный гелеобразный продукт. Габаритные размеры варьируются в широких пределах. Толщина аккумулятора, чаще всего, колеблется от 1,9  до 10 мм. Ширина — от 9,5 до 49 мм. Длина — от 22 до 61 мм. Область применения аккумуляторов достаточно обширна. Аккумуляторы питают различные электронные устройства: мобильные телефоны, ноутбуки, электроинструменты, электрифицированные игрушки. Могут использоваться для электровелосипедов и электромобилей. В последние годы начинают использоваться в комплекте с альтернативными источниками электроэнергии – ветрогенераторами, солнечными батареями. В таких областях применяются аккумуляторные ячейки большой ёмкости — до 90 Ампер часов. В процессе эксплуатации аккумуляторы допускают не менее 500 перезарядок после полного разряда. Чем меньше процент разряда, — тем больше циклов аккумулятор может выдержать без существенного ухудшения характеристик. Все аккумуляторы, сделанные  на основе лития, —  не загрязняют окружающую среду, поскольку являются герметичными и не содержащими ядовитых и опасных химических веществ.

   Описываемая конструкция катода впервые была разработана и применена в Соединённых Штатах Америки в 1996 году. Началом же промышленного производства этой модификации аккумуляторов явился 2003 год. В этих аккумуляторах катод изготовлен из материала, в состав которого входит двойная железо-литиевая соль фосфорной  кислоты. Номинальное напряжение одной полностью заряжённой ячейки аккумулятора составляет 3,65 В.  Каждый  аккумулятор допускает от 800 до 2000 перезарядок в течение 10 лет. Стоимость такого катодного аккумуляторного материала  значительно ниже, чем стоимость материала, в состав которого входит кобальт. Кроме того, такой материал не ядовит и обладает значительной термостойкостью. Недостатком материала является то, что он обеспечивает получение гораздо меньшей ёмкости, чем аналогичные вышеупомянутые материалы. Это значит, что для получения необходимой ёмкости, батарею придётся набирать из большего количества ячеек.

1. Не пытайтесь создать мощную литиевую батарею из отдельных незащищенных элементов, которые можно приобрести у китайских производителей! Такая батарея не будет иметь встроенной системы защиты от короткого замыкания, перезаряда и переразряда, от повышения температуры, и поэтому может запросто взорваться при замыкании ее контактов или при нагревании, а также — во время заряда (перезаряда). К тому же, она, если не взорвется, прослужить гораздо меньше, ведь ее ток разряда ничем не будет ограничен.
2. Ни в коем случае не нагревайте литиевую батарею! При повышении температуры растет давление газа внутри литиевой батареи, что также может привести к взрыву. По этой причине не следует оставлять открытую литиевую батарею от прямыми солнечными лучами. Это не приведет к взрыву, но укоротит срок службы аккумулятора.
3. Не закорачивайте выводы литий-ионной аккумуляторной батареи. Не надейтесь только на электронику (встроенную систему защиты от короткого замыкания), будьте внимательны.
4. Заряжайте литиевые аккумуляторы правильно! — Используйте специально созданные для этого зарядные устройства, в которых автоматически контролируется ток заряда.  
5. Заряд литиевой батареи необходимо проводить только при положительной температуре!!!
6. При подключении нескольких литиевых батарей, используйте аккумуляторы от одного производителя — одного номинала, в одном и том же техническом состоянии.
7. Хранить литиевые аккумуляторы желательно в сухом, прохладном месте, защищенном от воздействия прямых солнечных лучей при t от 3 до 5 °С. Хранение при более высокой температуре может  привести к уменьшению ресурса АКБ. При длительном хранении (зимнее время) литиевую аккумуляторную батарею необходимо зарядить примерно на 45%. Крайне нежелателен полный разряд АКБ. Если это произошло то, то АКБ необходимо как можно быстрее зарядить. Долгое хранение в разряженном состоянии литиевой АКБ может привести к выходу ее из строя. При любых признаках повреждения литиевого аккумулятора — трещина в корпусе, ржавчина, вмятина — эксплуатировать его нельзя.
8. Если во время хранения или эксплуатации литиевого аккумулятора вы заметили его сильный нагрев, шипение выходящего газа, появление едкого белого дыма, то немедленно прекратите эксплуатацию такого аккумулятора и переместите его в безопасное для других людей место. Если из аккумулятора вылился электролит — не допускайте его контакта с кожей, проветрите помещение, аккумулятор утилизируйте.
9. Не разбирайте, не сжигайте, и не выбрасывайте литиевые батареи в мусорные баки. Их следует утилизировать отдельно: при разгерметизации литиевого аккумулятора и попадании внутрь воды, происходит реакция с выделением водорода, что чревато возгоранием, и даже взрывом.
10. Горящие литиевые батареи нельзя тушить водой — это приведет к образованию водорода, и с помощью углекислотного огнетушителя — литий вступает в реакцию с углекислотой. Можно применять только порошковые огнетушители, или — сухим песком, поваренной солью, пищевой содой, а также накрывая горящий аккумулятор плотной термостойкой тканью.

      Большинство литиевых аккумуляторов производятся, в основном, в Китае, —  здесь имеется хорошая сырьевая база, но имеются и американские, европейские и российские предприятия по выпуску  различных модификаций литий ионных аккумуляторов.  

Готовы ли авиакомпании бороться с пожарами на борту?

Джон Кокс, специально для США СЕГОДНЯ Опубликовано в 7:00 по восточноевропейскому времени 8 апреля 2021 г. | Обновлено 12:40 ET 8 апреля 2021 г.

Нам всем не терпится снова отправиться в путешествие, и когда мы это сделаем, мы захотим сделать это с самыми безопасными авиакомпаниями, когда это возможно. Buzz60

Как часто самолеты заправляются? А сколько рейсов они могут совершить до заправки самолета?

— Ларри, Нэшвилл

Зависит от типа самолета и пройденного расстояния.Обычно самолет заправляется топливом при приземлении. Однако, если топливо дорогое, можно избежать заправки в аэропорту, взяв с собой дополнительное топливо на прибывающем рейсе. Это называется танкованием.

Многие самолеты могут нести несколько часов топлива, но не заправляются, потому что дополнительный вес вызывает увеличение расхода топлива.

Так что однозначного ответа на ваш вопрос нет. Если перелет является длительным трансокеанским перелетом, самолет заправляется топливом при приземлении. Если полет будет коротким, то, возможно, от цены на топливо будет зависеть, будет ли и где будет производиться заправка.

В качестве примера, если самолет вылетает из Шарлотты, Северная Каролина, в Нью-Йорк и планирует вылететь в Провиденс, Род-Айленд, цена на топливо в Нью-Йорке может быть решающим фактором при выборе достаточного количества топлива для полета в обоих направлениях. полеты.

Автозапуск

Показать миниатюры

Показать подписи

Когда у всех есть мобильные устройства, включая мобильные телефоны, ноутбуки и планшеты, меня беспокоят возгорания из-за неисправности аккумулятора.Все ли авиакомпании теперь имеют противопожарную коробку или устройство для тушения пожара батареи, если батарея загорится в салоне самолета?

— Ховард С., Стерджис, Южная Дакота

У многих авиакомпаний есть защитные устройства для удержания устройства на литиевой батарее, которое перегрелось и перешло в режим теплового разгона. Не знаю, есть ли они у всех авиакомпаний, но у большинства они есть.

К сожалению, инструкции FAA для летных экипажей по работе с устройством при тепловом разгоне устарели и содержат противоречивую информацию.Это возможность повысить безопасность за счет обновления инструкций для летных экипажей.

Джон Кокс — капитан авиакомпании в отставке с US Airways и руководит собственной консалтинговой компанией по безопасности полетов, Safety Operating Systems. Взгляды и мнения, выраженные в этой колонке, принадлежат автору и не обязательно отражают точку зрения США СЕГОДНЯ.

Прочтите или поделитесь этой историей: https://www.usatoday.com/story/travel/columnist/cox/2021/04/08/lithium-batteries-airlines-prepared-deal-fires-board/7120988002/

Мировой рынок детекторов рентгеновского излучения с литиевыми батареями SWOT-анализ 2021 года — Varex Imaging, Teledyne Dalsa, Konica Minolta, Trixell, Detection Technology Oyj — KSU

MarketQuest.biz объявляет о добавлении нового исследовательского отчета под названием « Глобальный рынок рентгеновских детекторов на литиевых батареях в 2020 году по производителям, регионам, типам и применению, прогноз до 2025 года », который содержит производственную цепочку, фактические данные о каждой части Рынок детекторов рентгеновского излучения на литиевых батареях, производственная цепочка, производственные мощности, объем продаж и выручка. Отчет начинается с краткого введения и обзора рынка отрасли с оценками объема и размера рынка.Согласно отчету, мировой рынок детекторов рентгеновского излучения с литиевыми батареями развивается более высокими темпами с развитием творческих подходов и тенденцией к развитию конечных клиентов. В отчете представлен обзор объема рынка, игроков, ключевых сегментов рынка, анализ рынка по приложениям, анализ рынка по типу и другие главы, в которых дается обзор исследования.

Анализ факторов рыночного эффекта:

В отчете рассматриваются размер мирового рынка отрасли, состояние и масштабы отрасли, сцена соперничества и возможности развития.Драйверы, ограничения и возможности для рынка также перечислены вместе с текущими тенденциями в отрасли. Отчет о рынке разбит на категории по приложениям, конечным пользователям, типам продуктов / услуг и т. Д., А также по регионам. Этот отчет охватывает игроков из разных регионов. Отчет содержит анализ рыночной концентрации ключевых игроков на рынке, а также анализ их присутствия на рынке по регионам и продуктовому портфелю. Согласно отчету, в отчете о рынке детекторов рентгеновского излучения на литиевых батареях указываются национальные и глобальные бизнес-перспективы и условия конкуренции.

ПРИМЕЧАНИЕ: В нашем отчете освещаются основные проблемы и опасности, с которыми компании могут столкнуться из-за беспрецедентной вспышки COVID-19.

СКАЧАТЬ БЕСПЛАТНО ОБРАЗЕЦ ОТЧЕТА: https://www.marketquest.biz/sample-request/27407

Конкурентный анализ:

В отчете представлен анализ конкурентов и доли компании. Исследование подчеркивает присутствие нескольких крупных и ведущих поставщиков на рынке детекторов рентгеновского излучения с литиевыми батареями.Ключевые игроки включены в отчет с подробным анализом, включающим, среди прочего, цену, выручку, стоимость, профиль компании, контактные данные и т. Д. Отчет также дает информацию о будущем спросе, количестве производства, необходимом сырье и состоянии организации.

С упором на стратегии крупные компании, такие как: Varex Imaging, Teledyne Dalsa, Konica Minolta, Trixell, Detection Technology Oyj, Canon, Analogic Corporation, Rayence, Fujifilm Medical Systems, Agfa-Gevaert, сделали несколько основных разработок. Group, Hamamatsu Corporation, Moxtek, GE Healthcare, Carestream Health, Vieworks, DRTECH, CareRayy, Shenzhen Unicomp Technology, Iray Technology

В зависимости от типов рынок в основном делится на: Аморфный кремний и аморфный селен (TFT), CMOS, прочие

На основе заявок рынок охватывает: Медицинское, стоматологическое, охранное, ветеринарное, промышленное

Региональная сегментация и анализ для понимания моделей роста : Рынок был сегментирован на основные регионы, чтобы понять глобальное развитие и модели спроса на этом рынке.По регионам глобальный рынок детекторов рентгеновского излучения с литиевыми батареями был разделен на регионов Северной Америки (США, Канада и Мексика), Европы (Германия, Франция, Великобритания, Россия, Италия, Испания, страны Бенилюкса, Скандинавии), Азии (Китай). , Япония, Корея, Индия, Юго-Восточная Азия, Австралия и Тайвань), Южная Америка (Бразилия, Аргентина), MENA (Саудовская Аравия, ОАЭ, Турция)

ДОСТУП К ПОЛНОМУ ОТЧЕТУ: https://www.marketquest.biz/report/27407/global-lithium-battery-x-ray-detector-market-2020-by-manufacturers-regions-type-and-application-forecast- к-2025

Отраслевой отчет «Достоверные цели»:

• Отчет предоставляет информацию о мировом рынке детекторов рентгеновского излучения с литиевыми батареями и служит подходящим рыночным прогнозом, темпами роста на прогнозный период с 2021 по 2026 год.
• Он анализирует информацию из разных сегментов, а также проясняет различные стратегии в отношении рынка.
• Отчет признает ведущие движущие силы, сдерживающие элементы, возможности для развития, продвижение нового типа, региональный анализ.

Настройка отчета:

Этот отчет можно настроить в соответствии с требованиями клиента. Свяжитесь с нашим отделом продаж ([электронная почта защищена]), и они позаботятся о том, чтобы вы получили отчет, соответствующий вашим потребностям.Вы также можете связаться с нашими руководителями по телефону + 1-201-465-4211, чтобы поделиться своими исследовательскими требованиями.

Свяжитесь с нами
Марк Стоун
Руководитель отдела развития бизнеса
Телефон: + 1-201-465-4211
Электронная почта: [электронная почта защищена]
Веб: www.marketquest.biz

Design может обеспечить более длительные и мощные литиевые батареи | MIT News

сделали возможным создание легких электронных устройств, портативность которых мы сейчас считаем само собой разумеющейся, а также быстрое расширение производства электромобилей.Но исследователи во всем мире продолжают раздвигать границы для достижения все большей плотности энергии — количества энергии, которое может храниться в данной массе материала, — чтобы улучшить производительность существующих устройств и потенциально позволить новые приложения, такие как длительные дроны и роботы.

Одним из многообещающих подходов является использование металлических электродов вместо обычного графита с более высоким зарядным напряжением на катоде. Однако этим усилиям препятствуют различные нежелательные химические реакции, которые происходят с электролитом, разделяющим электроды.Теперь группа исследователей из Массачусетского технологического института и других организаций нашла новый электролит, который преодолевает эти проблемы и может обеспечить значительный скачок в удельной мощности батарей следующего поколения без ущерба для срока службы.

Об исследовании сообщается сегодня в журнале Nature Energy в статье профессоров Массачусетского технологического института Цзюй Ли, Ян Шао-Хорн и Джереми Джонсон; постдок Вэйцзян Сюэ; и 19 других в Массачусетском технологическом институте, двух национальных лабораториях и других местах. Исследователи говорят, что это открытие может позволить литий-ионным батареям, которые теперь обычно могут хранить около 260 ватт-часов на килограмм, хранить около 420 ватт-часов на килограмм.Это приведет к увеличению пробега электромобилей и более длительным изменениям портативных устройств.

Основное сырье для этого электролита недорогое (хотя одно из промежуточных соединений по-прежнему является дорогостоящим из-за ограниченного использования), а процесс его получения прост. Таким образом, этот прогресс может быть реализован относительно быстро, говорят исследователи.

Сам по себе электролит не нов, — объясняет Джонсон, профессор химии. Он был разработан несколько лет назад некоторыми членами этой исследовательской группы, но для другого приложения.Это было частью усилий по разработке литий-воздушных батарей, которые рассматриваются как окончательное долгосрочное решение для максимального увеличения удельной энергии батарей. Но есть еще много препятствий, стоящих перед разработкой таких батарей, и до появления этой технологии могут быть еще годы. Между тем, нанесение этого электролита на литий-ионные батареи с металлическими электродами оказывается чем-то, чего можно добиться гораздо быстрее.

Новое применение этого электродного материала было найдено «несколько случайно» после того, как он был первоначально разработан несколько лет назад Шао-Хорном, Джонсоном и другими в рамках совместного предприятия, направленного на разработку литий-воздушных батарей.

«По-прежнему нет ничего, что позволяло бы создать хорошую перезаряжаемую литий-воздушную батарею», — говорит Джонсон. Однако «мы разработали эти органические молекулы, которые, как мы надеялись, могут обеспечить стабильность по сравнению с существующими жидкими электролитами, которые используются». Они разработали три различных состава на основе сульфонамида, которые, как они обнаружили, достаточно устойчивы к окислению и другим эффектам разложения. Затем, работая с группой Ли, постдок Сюэ решил попробовать этот материал с более стандартными катодами.

Тип аккумуляторного электрода, который они сейчас используют с этим электролитом, оксид никеля, содержащий некоторое количество кобальта и марганца, «является рабочей лошадкой сегодняшней индустрии электромобилей», — говорит Ли, профессор ядерной науки и техники, материаловедения и инженерное дело.

Поскольку материал электрода анизотропно расширяется и сжимается при заряде и разряде, это может привести к растрескиванию и нарушению рабочих характеристик при использовании с обычными электролитами.Но в экспериментах, проведенных в сотрудничестве с Брукхейвенской национальной лабораторией, исследователи обнаружили, что использование нового электролита резко снизило эти деградации коррозионного растрескивания под напряжением.

Проблема заключалась в том, что атомы металла в сплаве имели тенденцию растворяться в жидком электролите, теряя массу и приводя к растрескиванию металла. Напротив, новый электролит чрезвычайно устойчив к такому растворению. Глядя на данные испытаний в Брукхейвене, Ли говорит, что «было шоком увидеть, что если вы просто замените электролит, то все эти трещины исчезнут».Они обнаружили, что морфология материала электролита намного более надежна, а переходные металлы «просто не обладают такой высокой растворимостью» в этих новых электролитах.

Это была удивительная комбинация, говорит он, потому что материал по-прежнему легко пропускает ионы лития — важный механизм, с помощью которого батареи заряжаются и разряжаются — при этом блокируя проникновение других катионов, известных как переходные металлы. Накопление нежелательных соединений на поверхности электрода после многих циклов зарядки-разрядки уменьшилось более чем в десять раз по сравнению со стандартным электролитом.

«Электролит химически устойчив к окислению высокоэнергетических материалов, богатых никелем, предотвращая разрушение частиц и стабилизируя положительный электрод во время цикла», — говорит Шао-Хорн, профессор машиностроения, материаловедения и инженерии. «Электролит также обеспечивает стабильную и обратимую очистку и покрытие металлического лития, что является важным шагом на пути создания перезаряжаемых литий-металлических батарей с энергией, вдвое превышающей энергию современных литий-ионных батарей.Это открытие станет катализатором дальнейшего поиска электролитов и разработки жидких электролитов для литий-металлических батарей, способных конкурировать с батареями с твердотельными электролитами ».

Следующим шагом будет масштабирование производства, чтобы сделать его доступным. «Мы делаем это за одну очень простую реакцию из легко доступных коммерческих исходных материалов», — говорит Джонсон. Прямо сейчас соединение-предшественник, используемое для синтеза электролита, стоит дорого, но он говорит: «Я думаю, что если мы сможем показать миру, что это отличный электролит для бытовой электроники, мотивация к дальнейшему увеличению масштабов производства поможет снизить цену. .”

Поскольку это, по сути, «прямая» замена существующего электролита и не требует перепроектирования всей аккумуляторной системы, говорит Ли, его можно внедрить быстро и ввести в продажу в течение нескольких лет. «Нет никаких дорогих элементов, это только углерод и фтор. Так что это не ограничено ресурсами, это просто процесс », — говорит он.

Исследование проводилось при поддержке Министерства энергетики США и Национального научного фонда и с использованием оборудования Брукхейвенской национальной лаборатории и Аргоннской национальной лаборатории.

Drop In l AM Solar

При выборе учитывайте следующее:
Какую емкость в ампер-часах вы хотите?
Обычно это ограничено бюджетом, пространством и весом. Никто не жалуется на то, что в нем слишком много лития, если он подходит и не сильно сказывается на бюджете. Техническая поддержка AM Solar может порекомендовать вам, если вам понадобится помощь.
Пара полезных эмпирических правил:
— Каждые 200 Ач литиевой емкости позволят кондиционеру работать примерно на 1 час.
-Зарядное устройство генератора может добавить около 100 Ач энергии за час времени вождения.
— Для зарядки 100 Ач энергии за один день потребуется около 400 Вт солнечной энергии.

Какой ток вам нужен?
Вам потребуется около 100 А на 1000 Вт мощности инвертора. Другими словами, инвертору мощностью 3000 Вт могут потребоваться три или четыре литиевые батареи (в зависимости от модели), чтобы обеспечить питание своих нагрузок.Помните, что параллельно подключенные батареи могут обеспечить удвоенный ток по сравнению с одиночной батареей. Также необходимо учитывать зарядный ток. Если у вас есть сумматор аккумуляторов Cyrix или реле, ваш литиевый аккумулятор должен выдерживать зарядный ток 150 А.

Подходит ли ваш целевой номинальный ток в ампер-часах и ограничение по току в аккумуляторном отсеке?
Мы предлагаем различные марки литиевых батарей различных размеров. Посмотрите внимательно на габариты.Сделайте замеры. Проверьте пределы веса языка. Убедитесь, что ток батареи соответствует тому, что потребляют ваш инвертор и нагрузка. Ориентировочные цены в таблице ниже предполагают, что батареи подойдут к вашей установке без каких-либо модификаций.

В какой среде будут работать ваши батареи?
Слишком холодно: Если вы планируете использовать свою установку в местах, где температура может упасть ниже нуля, убедитесь, что у вас есть батареи с автоматическим отключением заряда или функцией, предотвращающей их замерзание.Зарядка литиевых батарей, не имеющих системы отключения холодного заряда, при температуре ниже 0 ° C может привести к повреждению батарей.
Слишком жарко: Некоторые литиевые батареи могут вызывать нагрев. Если вы разбиваете лагерь в жарких местах, подумайте о том, насколько нагревается аккумуляторный отсек, и подумайте о вентиляции.
Слишком грязно: Хотя батареи пыле- и влагостойкие, имейте в виду, что они дорогие и могут прослужить десять лет. Вы можете подумать о нестандартном батарейном отсеке.

Хотите мониторинг Bluetooth?
Некоторые литиевые батареи поставляются со сложной встроенной системой мониторинга Bluetooth, которая может показывать все, от температуры до уровня заряда. Другие литиевые батареи не поставляются с какой-либо формой Bluetooth-мониторинга, но могут быть подключены к внешним мониторам. Мониторинг Bluetooth редко бывает необходим, но он может упростить устранение неполадок.

У какой компании вы хотите покупать?
Литиевые батареи — это большие инвестиции, и они могут прослужить дольше вашего оборудования.Возможно, вы захотите расширить свою систему в будущем, и в этом случае вам потребуются подходящие батареи. Вы можете беспокоиться о замене по гарантии. Вы можете беспокоиться об устаревании. Вам может понадобиться что-то той же марки, что и другие компоненты вашей системы, если возникнет проблема, и вы не хотите, чтобы техническая поддержка указывала пальцем на «другого парня».

Подходит ли бюджету?
Возможно, ваша идеальная литиевая система в конечном итоге будет стоить 6000 долларов, но у вас есть бюджет только на 2000 долларов на батареи.Если да, то давайте поговорим об общем годовом собрании.

Аккумулятор нового типа может заряжаться в 10 раз быстрее, чем литий-ионные модели

Перезаряжаемые литий-ионные батареи практически повсюду, от смартфонов до ноутбуков, от наушников до игровых устройств и многого другого.

Но в то время как удобство этой повсеместной (и отмеченной Нобелевской премией) химии аккумуляторов радикально изменило способ использования и зарядки портативных устройств, литий-ионный аккумулятор далек от совершенства.

Характеристики литий-ионных аккумуляторов со временем ухудшаются, и иногда дефекты аккумуляторных элементов могут привести к перегреву и опасному возгоранию — компаниям иногда приходится в срочном порядке отзывать продукцию, которая может взорваться без предупреждения.

И, как может подтвердить любой владелец смартфона, планшета или ноутбука, зарядка литий-ионных аккумуляторов может быть медленным и трудоемким процессом. По этому поводу у ученых есть хорошие новости.

Исследователи из России разработали новый тип аккумуляторной технологии, который, по их словам, может заряжаться примерно в 10 раз быстрее, чем существующие литий-ионные аккумуляторы — ускорение, которое может дать огромные преимущества в экономии времени, если оно будет внедрено в повседневные устройства.

«Аккумулятор, изготовленный с использованием нашего полимера, заряжается за секунды — примерно в 10 раз быстрее, чем традиционный литий-ионный аккумулятор», — говорит исследователь электрохимии Олег Левин из Санкт-Петербургского университета.«Это уже было продемонстрировано серией экспериментов».

Ключом к новым батареям является своего рода окислительно-восстановительный полимер на основе нитроксила, материал, который может подвергаться обратимому окислению (потеря электронов) и восстановлению (усиление электронов) при разряде и зарядке.

В этом случае используемый окислительно-восстановительный полимер представляет собой синтезированную форму NiSalen (никель-сален), металлсодержащего металлополимера, в котором цепи атомов никеля и салена действуют как молекулярные проволоки для повышения электронной проводимости, что является ограничение полимерных батарей на основе нитроксила.

«В полимерах на основе нитроксила единственный путь переноса заряда — это прыжки электронов между соседними окислительно-восстановительными центрами, которые происходят быстро в микроскопическом масштабе», — объясняют исследователи в своем исследовании.

«Несмотря на это, макроскопическая электронная проводимость материала на основе нитроксила кажется очень низкой».

В ходе тестирования исследователи исследовали ряд различных типов полимеров, но химический состав NiSalen оказался единственным устройством, которое оказалось стабильным и эффективным благодаря тому, как структуры никеля и салена работали в качестве проводящей основы.Структуры одновременно действовали как сборщик заряда для нитроксильных подвесок, а также поддерживали окислительно-восстановительную способность вещества.

Устройство также хорошо работает при низких температурах, чего нельзя сказать о термочувствительных литий-ионных аккумуляторах. Однако не то чтобы быстрый NiSalen обязательно идеален во всех областях.

«На данном этапе он все еще отстает по емкости — на 30-40 процентов ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов», — говорит Левин.

«В настоящее время мы работаем над улучшением этого показателя при сохранении скорости заряда-разряда».

Теоретически полимеры на основе нитроксила должны в конечном итоге обладать хорошим емкостным потенциалом, поэтому, возможно, команда решит, как настроить аккумулятор так, чтобы он обеспечивал хороший запас заряда в дополнение к привлекательной проводимости, — это просто вопрос времени.

Можно надеяться, потому что, помимо увеличения заряда, есть и другие существенные преимущества, которые может дать этот тип батареи.

«Он безопасен в использовании — нет ничего, что могло бы создать опасность возгорания, в отличие от широко распространенных сегодня кобальтовых батарей [включая литий-ионные батареи]», — говорит Левин.

«Он также содержит значительно меньше металлов, которые могут нанести вред окружающей среде. Никель присутствует в нашем полимере в небольшом количестве, но его гораздо меньше, чем в литий-ионных батареях».

Результаты представлены в документе Batteries and Supercaps .

Лауреат Нобелевской премии, изобретатель литий-ионной батареи, нацелился на следующий большой прорыв в области накопления энергии

Как лауреат Нобелевской премии по химии 2019 г.Новаторская работа Гуденафа над литий-ионной батареей привела к революции в портативных электронных устройствах. Возглавляя Лабораторию неорганической химии в Оксфордском университете почти 40 лет назад, он обнаружил возможность использования оксида лития-кобальта в качестве катодного материала, что сделало возможным коммерциализацию первой перезаряжаемой литий-ионной батареи корпорацией Sony.

используются почти в каждом смартфоне, портативном компьютере, а также в миллиардах фотоаппаратов и электроинструментов.Они являются движущей силой электромобилей (EV), которым требуется в 10 000 раз больше энергии, чем одному iPhone. Революция электромобилей стимулирует спрос на литий и другие материалы для аккумуляторов. Прогнозируется, что в ближайшие годы глобальный рынок электромобилей будет демонстрировать экспоненциальный рост. МЭА прогнозирует, что к 2030 году на дорогах может быть до 250 миллионов электромобилей. Однако все еще существуют значительные препятствия, которые необходимо устранить. Самое главное, необходимо снизить стоимость аккумуляторов, а также повысить их эффективность и срок службы.

«Благодаря передовым инновациям EnergyX работает над решением этих проблем и способствует росту мировой литиевой промышленности, делая низкоуглеродные технологии более дешевыми и доступными», — объясняет Иган, которого недавно сравнили с Илоном Маском из Tesla. BBC . «У нас в Техасском университете отличная установка. Мы производим материалы в лаборатории доктора Фримена, а затем доставляем их по соседству в лабораторию доктора Гуденаф, чтобы проверить их в батареях. Наша цель — адаптировать нашу основную нанотехнологию LiTAS ™ к твердотельный электролит.»

Сегодня сотрудничество между лабораторией Гуденаф в UT и EnergyX направлено на изучение исследований и разработок твердотельных батарей. Еще в мае 2019 года EnergyX заключила знаменательное лицензионное соглашение с UT на всемирные эксклюзивные права на большой портфель продуктов. интеллектуальной собственности, окружающей новый класс «чудо-материалов» под названием «Металлоорганические каркасы и мембраны со смешанными матрицами». В соответствии с лицензионным соглашением EnergyX передала UT значительное спонсорское финансирование исследований, часть которых пойдет на финансирование лаборатории Гуденаф, чтобы адаптировать эти материалы для твердых материалов. -государственные аккумуляторы.

Тиг Иган , генеральный директор EnergyX, прокомментировал сотрудничество, сказав: «Для меня большая честь работать с доктором Гуденаф и его группой в UT. Он легенда в нашей отрасли, и я трепещу перед ним. его достижения. Я не знаю никого другого, кому 97 лет, а тем более 80 лет, который изо дня в день работает над развитием своей области. Его опыт и знания в отрасли не имеют себе равных ».

Твердотельные аккумуляторы — это преобразование литий-ионных аккумуляторов, способных обеспечивать в 10 раз более высокую плотность энергии, поскольку они позволяют использовать анод из чистого металлического лития.При дальнейшем развитии они могут превзойти обычные аккумуляторные батареи на 500% и более по плотности энергии при значительно более высоком напряжении. С точки зрения потребителя, ключевыми преимуществами технологии стабильных твердотельных аккумуляторов являются в основном большее количество энергии на одну зарядку, а это означает, что устройства могут работать намного дольше или автомобили могут ехать намного дальше без необходимости подзарядки. Они также позволяют заряжать до шести раз быстрее и значительно увеличивают срок службы на много лет.

Безопасность — еще одно огромное преимущество.Современные жидкие электролиты на основе органических растворителей легко воспламеняются и могут воспламениться, если батарея испытает тепловой разгон. Твердые электролиты негорючие, что делает их гораздо более безопасной альтернативой нынешним литий-ионным батареям. Недавние исследования показывают, что тепловыделение внутри твердотельной батареи составляет лишь ~ 20-30% от обычных батарей с жидкими электролитами при тепловом разгоне, что создает гораздо более безопасный продукт. Кроме того, твердотельный электролит устраняет необходимость в сепараторе, увеличивая удельную энергию батареи, поскольку он удаляет неактивный компонент, необходимый в настоящее время для батарей с жидким электролитом.

Не менее важным игроком в сотрудничестве EnergyX / UT является д-р Бенни Фриман, профессор инженерной школы Кокрелла UT и директор Центра материалов в водных и энергетических системах UT ( M-WET ). Лаборатория доктора Фримена изначально разработала революционную мембранную технологию и последующую интеллектуальную собственность, которая действует как аккумуляторный электролит. Профессор Фриман, который также является председателем Научно-консультативного совета EnergyX, а также его группа докторов наук и лаборатория Гудинаф работают в тесном сотрудничестве и близости с EnergyX над разработкой новых твердотельных электролитов.«Мы очень рады начать это важное исследовательское партнерство с EnergyX для дальнейшего расширения базы знаний, лежащих в основе технологии EnergyX», — сказал д-р Фриман.

Помимо доктора Фримена, EnergyX сформировала консультативный совет, в который вошли Боб Галиен, технический директор крупнейшего в мире производителя аккумуляторов CATL, бывший генеральный директор GE Energy Storage Роб Морган и сопредседатель по энергии в Singularity. Университет, Рамез Наам. Вслед за недавно объявленным партнерством с Orocobre, входящим в пятерку крупнейших производителей лития в мире, EnergyX также сосредоточена на обильном и экономически эффективном производстве лития, основного материала батарей, с использованием основной технологии LiTAS ™.

Хотя доктор Гуденаф — самый старый человек, получивший Нобелевскую премию, он продолжает активно заниматься исследованиями по сей день. Большим преимуществом его оригинальной литий-ионной технологии было то, что она сохраняла примерно в 10 раз больше энергии, чем свинцово-кислотная, или в 5 раз больше, чем никель-кадмиевая. «За 40 лет, прошедших с тех пор, как доктор Гуденаф открыл свою революционную технологию, мир кардинально изменился. Оригинальная литий-ионная батарея принесла с собой много технологических инноваций, но по-прежнему оставляет желать лучшего», — заявил Ник Грандиш, директор Дизайн батарей в EnergyX и Dr.Последний кандидат PhD Гуденаф. «Мы работаем над тем, чтобы в очередной раз разрушить сектор хранения энергии и обеспечить путь к окончательному отказу от ископаемого топлива. Поддержка и обширные знания доктора Гудинаф жизненно важны для достижения этой цели».

Grundish лидирует в предварительных испытаниях наночастиц LiTAS ™ в твердотельных полимерах со смешанной матрицей. Команда тестирует различные составы батарей, включая литий-ионные, литий-серные и натрий-ионные.

Инженеры, работающие в сетях возобновляемых источников энергии, начинают обращаться к системам хранения литиевых батарей. Накапливая электроэнергию, генерируемую в периоды максимальной активности солнечного света и ветра, литий-ионные батареи могут снизить зависимость от источников энергии из ископаемого топлива и помочь уменьшить влияние изменения климата. Накопление энергии, чаще всего с использованием технологии литий-ионных аккумуляторов, широко считается необходимым для преобразования электрической сети в безуглеродную систему и борьбы с последствиями изменения климата.Большая часть электроэнергии в Соединенных Штатах — и во многих других частях мира — по-прежнему поступает из ископаемых источников топлива, преимущественно природного газа, но также и угля.

Узнайте больше на нашем веб-сайте: www.energyx.com

Для получения дополнительной информации, изображений или организации интервью с генеральным директором EnergyX Тигом Иганом, пожалуйста, обращайтесь:

Джеймс Эллсмур, директор по коммуникациям
[электронная почта защищенный]
+1 510-426-7206

ИСТОЧНИК EnergyX

Ссылки по теме

energyx.com

На ведущих рынках электромобилей преобладает рост емкости литий-ионных аккумуляторов

Продажи электромобилей с подзарядкой от сети, или PEV, резко выросли, поскольку правительства декарбонизируют свой транспортный сектор и улучшают качество воздуха. В свою очередь, растут инвестиции в литий-ионные батареи, или LIB, для удовлетворения растущего спроса со стороны производства PEV. Поскольку потребление PEV растет в Азии, Европе и Северной Америке, мы наблюдаем большую географическую диверсификацию производственных мощностей LIB, приближая их к точкам производства и продаж автомобилей.

Мы ожидаем, что глобальные производственные мощности LIB увеличатся с 455 ГВтч в 2020 году до 1447 ГВтч в 2025 году при среднегодовом темпе роста 26%. Китай и Европа внесут наибольший вклад в увеличение пропускной способности LIB, так же как эти два региона также станут крупнейшими драйверами глобальных продаж легковых автомобилей PEV.

Продажа электромобилей

PEV подпадает под более широкую повестку дня региона по декарбонизации и энергоэффективности. Согласно U.С. Министерство энергетики.

Политические стимулы сыграли решающую роль в стимулировании роста продаж PEV. Обычно они включают потребительские субсидии для поощрения покупок PEV в сочетании со штрафами производителей за выбросы углерода или производство двигателей внутреннего сгорания в автомобилях.

Наше литиево-кобальтовое агентство CBS в январе 2021 года прогнозирует рост продаж легковых автомобилей PEV с 2,9 миллиона единиц в 2020 году до 9,5 миллиона единиц в 2025 году. В 2020 году Европа обогнала Китай как крупнейший источник роста продаж PEV, что будет способствовать развитию континента, в том числе ЕС-27, Норвегия и США.К. — стать крупнейшим рынком легковых автомобилей с 2021 года.

Мы прогнозируем, что продажи PEV в США вырастут с 0,28 миллиона до 1,05 миллиона в период с 2020 по 2025 год, во главе с 12 штатами, которые приняли программу электромобилей с нулевым уровнем выбросов, а также за счет потенциала роста, который президент Джо Байден выполнил на выборах достижение углеродной нейтральности к 2035 году, замена государственного парка электромобилями и инвестирование в 500 000 зарядных станций для электромобилей, все из которых могут увеличить производство и потребление PEV.

В настоящее время литий-ионные аккумуляторы доминируют в Китае

В настоящее время Китай доминирует в мировом объеме LIB, на долю которого в 2020 году будет приходиться 77%. Тем не менее, мы ожидаем большей географической диверсификации по мере того, как все больше стран станут производителями LIB, особенно в Европе. Мы прогнозируем, что доля Европы в емкости LIB увеличится с 6% в 2020 году до 25% в 2025 году, что снизит прогнозируемую долю Китая до 65%.

Рост инвестиций увеличил емкость LIB в Китае более чем в пять раз в период с 2015 по 2018 год, чтобы удовлетворить рост спроса в результате роста продаж PEV за счет субсидий.Однако качество продукции разных производителей LIB существенно различается из-за нехватки поставок высококачественной продукции, поскольку ведущие производители не могут достаточно быстро наращивать мощности и производство; и наоборот, имелась серьезная избыточная емкость LIB на стороне низкого качества.

До 2019 года субсидии применялись только к PEV, оснащенным LIB, произведенными китайскими производителями аккумуляторов, что исключало иностранные производители, такие как LG Chem Ltd., Panasonic Corp. и Samsung SDI Co. Ltd. С 2019 года китайская индустрия LIB была исключена. в фазе консолидации, когда неконкурентоспособные фирмы уходят с рынка, в то время как корейские производители, в частности, увеличили инвестиции в Китай на более равных условиях.

Консолидация увеличила долю шести ведущих производителей в мощностях LIB Китая с 38% в 2017 году до 49% в 2020 году, и мы ожидаем, что эта доля вырастет до 58% в 2025 году. производители со штаб-квартирой, чтобы включить LG Chem с 2021 года.

Емкость европейских LIB вырастет в 13 раз к 2025 году

Согласно прогнозам, производственная мощность LIB в Европе увеличится с 28 ГВтч в 2020 году до 368 ГВтч в 2025 году в рамках поддерживающей политики, поскольку этот регион обгонит Китай и станет крупнейшим в мире рынком PEV.

По данным Европейского Союза, на легковые автомобили приходится 12% выбросов углекислого газа в регионе. В 2020 году ЕС ужесточил целевой показатель выбросов для новых автомобилей на 27% до 95 граммов углекислого газа на километр и настроен на дальнейшее снижение выбросов с уровня 2021 года на 15% в 2025 году и на 37,5% в 2030 году. привело к тому, что автопроизводители увеличили предложения и продажи региональных моделей PEV, чтобы избежать штрафа в размере 95 евро за грамм избыточного CO2. За пределами ЕС U.К. и Норвегия продвигают продажи PEV с помощью субсидий на покупку, благоприятных ставок дорожного налога и запрета продажи новых автомобилей с двигателями внутреннего сгорания к 2025 и 2030 годам соответственно.

Европа имеет традиции производства автомобилей с ключевыми производственными центрами в Германии, Франции, Великобритании и Италии. Следовательно, в Европе также наблюдается приток инвестиций в емкость аккумуляторных батарей, чтобы удовлетворить региональный спрос на производство и продажу PEV. К 2025 году в число производителей LIB могут войти пять европейских стран — Чехия, Франция, Германия, Словакия и Швеция.

Наибольшее увеличение мощности до 2025 года включает 100 ГВтч в рамках первой фазы у Tesla Inc. в Германии, LG Chem в Польше с достижением общей мощности 70 ГВтч и Northvolt AB в Швеции и Германии на общую сумму 48 ГВтч.

Рост мощностей LIB в США замедлится, но к 2025 году все еще увеличится более чем вдвое

Мы ожидаем, что мощность LIB в США увеличится более чем вдвое с 42 ГВтч в 2020 году до 91 ГВтч в 2025 году. Инвестиции осуществляются LG Chem и SK Innovation Co. Ltd.Tesla еще не объявила о мощности для проекта Texas Gigafactory, который остается «темной лошадкой» и может значительно увеличить мощность. Тем не менее, инвестиционный импульс LIB слабее в США, чем в Европе или Китае, в результате сравнительно слабой политической поддержки для PEV на сегодняшний день. Мы ожидаем, что доля США в мировых мощностях снизится с 9% в 2020 году до 6% в 2025 году, поскольку темпы роста мощностей LIB отстают от других регионов.

Локализация производства аккумуляторов

LIB составляют 30-40% от стоимости BEV, что делает их наиболее дорогостоящими компонентами.Автопроизводители все чаще держат производство аккумуляторных батарей собственными силами, поскольку аккумуляторные блоки адаптируются к каждой модели транспортного средства и их доставка является дорогостоящей из-за веса. Гигафабрики Tesla в Шанхае и Неваде используют сторонние элементы для сборки аккумуляторных модулей и блоков.

LIB рядом с производством автомобилей и упаковок помогает минимизировать риски цепочки поставок и позволяет улучшить сотрудничество между производителями аккумуляторов и автомобилестроением, одновременно снижая затраты на логистику и повышая безопасность. Кроме того, LIB классифицируются как опасные грузы из-за опасности возникновения пожара и требуют дополнительных испытаний и подготовки перед отправкой в ​​соответствии с международными правилами перевозки.

Аккумуляторы и автопроизводители стремятся снизить стоимость аккумуляторов, применяя целостный подход к проектированию аккумуляторов, от элементов до модулей и блоков. Например, современные технологии Amperex Technology Co. Ltd. и технология лезвийных аккумуляторов BYD Co. Ltd. пытаются устранить лишнее пространство в аккумуляторных блоках, в то время как Tesla внедряет инновационную технологию без вкладок в конструкции элементов, снизить затраты и повысить эффективность производства и производительность аккумулятора.

Между производителями аккумуляторов и автопроизводителями также существует значительная нестабильность в отношении поставок, что дает существующим поставщикам преимущество первопроходца.Наличие поставщика отдельных элементов для одного и того же аккумуляторного блока обеспечивает большую однородность элементов, что имеет решающее значение для определения безопасности, емкости и долговечности аккумуляторов. У нового поставщика аккумуляторов также есть длительный период квалификации, что приводит к долгосрочным отношениям между производителями аккумуляторов и автопроизводителями. Наконец, поскольку производство аккумуляторных элементов обеспечивает экономию на масштабе, более крупные производители получают выгоду от более низких затрат.

Преимущества непосредственного или интегрированного производства «ячейка-упаковка» в сочетании с устойчивостью поставок и экономией на масштабе объясняют тип инвестиций в производственные мощности, происходящие в Европе и США.S. Это, как правило, крупномасштабные проекты, возглавляемые крупнейшими мировыми производителями аккумуляторов, включая CATL и SK Innovation. Многие из них сотрудничают с партнерами-автопроизводителями, такими как LG Chem и General Motors Co. в США, Saft AB и PSA Peugeot Citroën SA во Франции и Германии, а также Northvolt с Volkswagen AG и Bayerische Motoren Werke AG в Европе.

В то время как инвестиции в производство аккумуляторов были обусловлены высокими региональными продажами PEV, в странах-производителях литиевого сырья, которые еще не имеют значительного рынка PEV, который можно было бы интегрировать в производство аккумуляторов, прогресс был гораздо медленнее.

Правительства ведущих стран-производителей лития, включая Чили и Австралию, поощряют увеличение добавленной стоимости за счет развития локальной цепочки поставок аккумуляторов. Чили добилась определенного прогресса до тех пор, пока член консорциума по аккумуляторным батареям не вышел из-за того, что страна не могла поставить достаточное количество гидроксида лития, необходимого для аккумуляторов с более высоким содержанием никеля. Австралия добилась лишь частичного прогресса: проект Energy Renaissance Pty. Ltd. направлен на запуск производства LIB для хранения энергии с середины 2021 года, начиная с мощности 0.066 ГВтч.

Global LIB увеличится на 218% в период с 2020 по 2025 год с большей регионализацией ближе к ключевым рынкам PEV. Хотя это можно рассматривать как пример деглобализации, на самом деле глобализация работает наилучшим образом, когда наиболее конкурентоспособные и опытные производители аккумуляторов лучше всего расположены, чтобы уловить рост спроса на LIB на самых быстрорастущих рынках PEV.