שבוע חדש וסוללה חדשה. כעת אלקטרודות עשויות מננו-חלקיקים של תחמוצות מנגן וטיטניום במקום קובלט וניקל
מדענים מאוניברסיטת יוקוהמה (יפן) פרסמו מאמר מחקר על תאים שבהם קובלט (Co) וניקל (Ni) הוחלפו בתחמוצות של טיטניום (Ti) ומנגן (Mn), שנטחנו לרמה שבה גדלי החלקיקים נמצאים במאות. ננומטרים. התאים צריכים להיות זולים יותר לייצור ובעלי יכולת דומה או טובה יותר מתאי ליתיום-יון מודרניים.
היעדר קובלט וניקל בסוללות ליתיום-יון פירושו עלויות נמוכות יותר.
תוכן העניינים
- היעדר קובלט וניקל בסוללות ליתיום-יון פירושו עלויות נמוכות יותר.
- מה הושג ביפן?
תאי ליתיום-יון טיפוסיים מיוצרים באמצעות מספר טכנולוגיות שונות וקבוצות שונות של יסודות ותרכובות כימיות המשמשות בקתודה. הסוגים החשובים ביותר הם:
- NCM או NMC - כלומר. מבוסס על קתודה ניקל-קובלט-מנגן; הם משמשים את רוב יצרני הרכב החשמליים,
- NKA - כלומר. מבוסס על קתודה ניקל-קובלט-אלומיניום; טסלה משתמשת בהם
- LFP - מבוסס על פוספטי ברזל; BYD משתמש בהם, כמה מותגים סיניים אחרים משתמשים בהם באוטובוסים,
- LCO - מבוסס על תחמוצות קובלט; אנחנו לא מכירים יצרן רכב שישתמש בהם, אבל הם מופיעים באלקטרוניקה,
- GMOs - כלומר. מבוסס על תחמוצת מנגן.
ההפרדה מפושטת על ידי נוכחותם של קישורים המחברים טכנולוגיות (לדוגמה, NCMA). בנוסף, הקתודה היא לא הכל, יש גם אלקטרוליט ואנודה.
> Samsung SDI עם סוללת ליתיום-יון: היום גרפיט, בקרוב סיליקון, בקרוב תאי מתכת ליתיום וטווח של 360-420 ק"מ ב-BMW i3
המטרה העיקרית של רוב המחקר על תאי ליתיום-יון היא להגדיל את הקיבולת (צפיפות האנרגיה), הבטיחות התפעולית ומהירות הטעינה שלהם תוך הארכת חיי השירות שלהם. תוך הפחתת עלויות... החיסכון העיקרי בעלויות נובע מהיפטרות מקובלט וניקל, שני היסודות היקרים ביותר, מהתאים. קובלט הוא בעייתי במיוחד מכיוון שהוא נכרה בעיקר באפריקה, לעתים קרובות באמצעות ילדים.
היצרנים המתקדמים ביותר כיום הם חד ספרתיים (טסלה: 3 אחוזים) או פחות מ-10 אחוזים.
מה הושג ביפן?
חוקרי יוקוהמה טוענים זאת הם הצליחו להחליף לחלוטין את הקובלט והניקל בטיטניום ומנגן. כדי להגדיל את הקיבול של האלקטרודות, הם טחנו כמה תחמוצות (כנראה מנגן וטיטניום) כך שגודל החלקיקים שלהן היה כמה מאות ננומטרים. השחזה היא שיטה נפוצה מכיוון שבהתחשב בנפח החומר, היא ממקסמת את שטח הפנים של החומר.
יתרה מזאת, ככל ששטח הפנים גדול יותר, כך יש יותר פינות וסדקים במבנה, כך גדלה קיבולת האלקטרודה.
המהדורה מראה כי מדענים הצליחו ליצור אב טיפוס של תאים בעלי תכונות מבטיחות וכעת הם מחפשים שותפים בחברות ייצור. השלב הבא יהיה מבחן מסיבי של הסיבולת שלהם, ואחריו ניסיון לייצור המוני. אם הפרמטרים שלהם מבטיחים, הם יגיעו לכלי רכב חשמליים לא לפני 2025..
זה עשוי לעניין אותך:
