Alyuminiy folga yangi energiya batareyalarida eng ko'p ishlatiladigan metall substratdir va buning sababi tijorat emas, balki jismoniy. Alyuminiyning zichligi taxminan 2,7 g / sm³ ni tashkil qiladi, bu misning taxminan uchdan bir qismidir, uning elektr o'tkazuvchanligi esa xalqaro tavlangan mis standartining taxminan 60% ga etadi. Buning ustiga, sirtda bir zumda yupqa tabiiy oksidli plyonka hosil bo'ladi va katodning normal ish potentsiali oynasida ko'pchilik organik elektrolitlarga nisbatan barqaror bo'lib qoladi. Ushbu uchta xususiyat, past massa, yuqori o'tkazuvchanlik va elektrokimyoviy barqarorlik, aynan tok kollektoriga kerak bo'lgan narsadir.
Alyuminiy folga yangi energiya xujayrasi ichida joylashgan joy
Yangi energiya batareyasi to'rtta asosiy funktsional qismdan yig'ilgan. Ijobiy elektrod zaryadni saqlaydi, manfiy elektrod zaryadni chiqaradi, elektrolitlar ikkalasi o'rtasida ionlarni tashiydi va ajratuvchi elektrodlarni jismoniy jihatdan bir-biridan ajratib turadi. Ushbu yadro atrofida korpus, terminallar va batareyani boshqarish tizimi joylashgan. Alyuminiy folga musbat elektrodning tashuvchisi hisoblanadi: faol kukun (uchlik material, litiy temir fosfat yoki natriy o'tish metall oksidi) folga ikkala yuziga qoplanadi, quritiladi va kalendrlanadi, so'ngra folga tushirish paytida hosil bo'lgan elektronlarni to'playdi va ularni yorliqlarga etkazib beradi.
Folga uning oldida emas, balki faol materialning orqasida o'tirganligi sababli, u o'zining quvvatiga hissa qo'shmaydi, lekin u qoplamadan qanchalik teng oqim olinishini hal qiladi. Yagona qalinlik, past sirt qarshiligi va toza, ho'llanadigan sirt marketing talablari emas, balki funktsional talablardir.
Hujayra kimyosi bo'yicha folga iste'moli
Batareya zavodi iste'mol qiladigan folga miqdori kimyo, hujayra formati va energiya zichligi bilan belgilanadi. Sanoatni hisoblash amaliyoti gigavatt soat ko'rsatkichidan foydalanadi:
| Hujayra kimyosi | GWh uchun alyuminiy folga | Hujayraning folga narxidagi ulushi |
|---|---|---|
| Uchlik (NCM / NCA) | 300 - 450 t | taxminan 1,5% - 2.0% |
| Lityum temir fosfat (LFP) | 400 - 600 t | uchlikdan biroz yuqoriroq |
| Natriy-ioni | 700 - 1,000 t | taxminan 5,0% |
LFP xujayralari uch hujayradan ko'ra ko'proq folga kerak, chunki ularning volumetrik energiya zichligi pastroq, shuning uchun bir xil saqlangan energiya uchun kattaroq elektrod maydoni qoplanishi kerak va elektrodning har bir kvadrat metri joriy kollektor tomonida folga olib yuradi. Natriy{1}}ion xujayralari boshqa sababga ko'ra figurani keskin yuqoriga tortadi: natriy manfiy elektrod potentsialida alyuminiy bilan reaksiyaga kirishmaydi, shuning uchun alyuminiy mis o'rniga ham ijobiy, ham salbiy tomonda kollektor bo'lib xizmat qilishi mumkin. Bu hujayraning folga tarkibini ikki baravar oshiradi va uning hujayra narxidagi ulushini taxminan 5,0% ga oshiradi.
Qalinligi va qotishma tanlash
O'lchagich asosan quvvat talabi va mijoz ishlaydigan qoplama jarayoni bilan tanlanadi. Yupqaroq folga hujayra massasi va narxini pasaytiradi, lekin u elektr qarshiligini oshiradi va tarmoqni burishmasdan qoplashni qiyinlashtiradi.
Iste'molchi va 3C hujayralari:odatda 9 dan 11 mkm gacha.
Quvvat va energiya saqlash hujayralari:odatda 12 mkm dan 15 mkm gacha.
Maxsus yuqori stavkali dizaynlar:bozorning juda kichik qismi 15 mkm dan yuqori folga ishlatadi.
Oddiy qotishmalar:1060, 1070 va 1235 alyuminiy, yumshoq (O) haroratda, o'ralgan, yog' bilan yuvilgan sirt bilan ta'minlangan.
Folga lasan shaklida yetkazib beriladi va mijozning qoplama chizig'ining kengligiga kesiladi. Ruloning diametri, yadro turi, ulanish erkinligi va chekka sifati hujayra ishlab chiqaruvchisi bilan kelishilgan, chunki bitta burma yoki buklangan chekka qoplama to'rini yirtib tashlashi va chiziqni soatlab to'xtatishi mumkin.
Sirt holati: namlanish, tekislik va teshiklar
Elektrod shlamlari yopishqoq, erituvchi yoki suvda bo'lgan pastadir va u faqat to'g'ri namlangan sirtga teng ravishda tarqaladi. Qoldiq prokat yog'i, oksidli chang yoki adsorbsiyalangan namlik namlanishni pasaytiradi va quritgandan keyin yalang'och dog'lar, qoplamadagi teshiklar va notekis yopishish hosil qiladi. Shuning uchun yetkazib beruvchilar folgani namlanish darajasi bo‘yicha baholaydilar va A+ ning yuqori darajasi akkumulyator folgasini normal qabul qilish darajasi hisoblanadi.
Yana uchta parametr parallel ravishda boshqariladi. Qalinligi bardoshliligi etarlicha qattiq bo'lishi kerak, shunda qoplama bo'shlig'i ikki kilometrlik lasan bo'ylab siljimaydi. Yassilik etarlicha yaxshi bo'lishi kerakki, to'r quritadigan pechdan o'tib ketmasligi kerak, bu esa qirralarning to'lqinlari va qoplama chiziqlariga olib kelishi mumkin. Teshiklar soni kam bo'lishi kerak, chunki oqim kollektoridagi teshik yuqori qarshilik nuqtasini yaratadi, bu tez zaryadlash paytida mahalliy isitishni keltirib chiqaradi.
Natriy-Ion xujayralari va ikkita alyuminiy elektrodga o'tish
Natriy{0}}ionlari kimyosi odatda statsionar saqlash uchun moʻljallangan boʻlib, bu yerda bir kilovatt soat narxi va aylanish muddati gravimetrik energiya zichligidan koʻra muhimroqdir. Ikkala elektrod ham alyuminiy bo'lishi mumkinligi sababli, hujayra endi mis folga anod kollektoriga muhtoj emas. Bu misni materiallar ro'yxatidan butunlay olib tashlaydi va og'irroq hujayrani qabul qilganda, unga bog'liq bo'lgan ta'minot xavfini yo'q qiladi. Saqlash uchun o'rnatish uchun qo'shimcha og'irlik ahamiyatsiz va soddalashtirilgan yagona metall kollektor dizayni ham qayta ishlashning murakkabligini kamaytiradi, chunki paketda endi aralash mis va alyuminiy kollektor oqimi mavjud emas.
Folga belgilanishi.To'liq spetsifikatsiya qotishma va temperaturani, nominal qalinligi va bardoshlikni, lasan kengligi va ichki diametrini, etkazib berishdan keyingi mexanik xususiyatlarni, namlanish darajasini, maksimal teshik sonini, sirt tozaligi chegarasini va lasanni quruq va shikastlanmagan holda saqlash uchun zarur bo'lgan qadoqlashni belgilashi kerak. Mexanik xususiyatlar chaqirilganda, kuchlanish kuchi va cho'zilish qiymatlari haqiqatda taqdim etilgan haroratda ko'rsatilishi kerak, chunki boshqa haroratning laboratoriya namunasida o'lchangan xususiyatlarni taqqoslab bo'lmaydi. Qabul qiluvchilar, shuningdek, namuna olish rejasi va har bir parametr uchun ishlatiladigan sinov usuli bo'yicha birinchi lasan kemalarini yuborishdan oldin kelishib olishlari kerak, chunki namlanish va teshik natijalari usulga bog'liq.
TSS
Savol: Litiy ion batareyada qanday qalinlikdagi alyuminiy folga ishlatiladi?
Iste'molchi va 3C xujayralari odatda 9 µm dan 11 µm gacha bo‘lgan folga ishlatadi, quvvat va energiya saqlash xujayralari esa odatda 12 µm dan 15 µm gacha. Maxsus dizaynlarning ozgina qismi 15 mkm dan oshadi.
Savol: Nega natriy ionli akkumulyator-ko‘proq alyuminiy folga ishlatadi?
Natriy anod potentsialida alyuminiy bilan reaksiyaga kirishmaydi, shuning uchun alyuminiy ikkala elektrod uchun kollektor sifatida ishlatilishi mumkin. Iste'mol uchlik hujayra uchun 300 - 450 t o'rniga GVt/soat uchun taxminan 700 - 1 000 t gacha ko'tariladi.
Savol: Batareya oqimi kollektorlari uchun qaysi alyuminiy qotishmalari ishlatiladi?
1060, 1070 va 1235 oddiy navlar bo'lib, ular odatda yog' bilan yuvilgan sirt bilan yumshoq O temperda taqdim etiladi. Qotishma tanlash o'tkazuvchanlik, shakllanuvchanlik va hujayra chizig'i talab qiladigan bobinning kengligi bilan belgilanadi.
Savol: Alyuminiy folga hujayra narxining qanday ulushini anglatadi?
Litiy{0}}ion hujayralarida folga narxi taxminan 1,5% dan 2,0% gachani tashkil qiladi. Ikkala elektrod ham alyuminiy ishlatadigan natriy{4}}ion hujayralarida ulush taxminan 5,0% gacha ko'tariladi.
Savol: Batareya plyonkasi sirt qoplamasi yoki ishlov berishga muhtojmi?
Oddiy ishlab chiqarishda qoplama qo'llanilmaydi. Talab - A+ namlanish darajasiga ega toza, yog'siz sirt, shuning uchun elektrod atala bir tekis namlanadi, shuningdek, qattiq qalinlikka bardoshli, yaxshi tekislik va kam teshiklar soni.
Savol: Yangi akkumulyator zavodi uchun folga iste'moli qanday hisoblanadi?
Rejalashtiruvchilar rejalashtirilgan yillik quvvatni GVt soatda tanlangan kimyoning gigavatt soatiga ko'paytiradilar, so'ngra qoplama va kesish yo'qotishlari uchun hurda pulini qo'shadilar. Bu shartnoma qilinadigan yillik tonnajni beradi.
