Alov gecikdirən materiallar nədir?
Keçən ay Ohayoda paket montajçısından mənə zəng gəldi. Onun müştərisi litium hüceyrələrini saxlamağa başladıqdan sonra anbar sığortasının niyə 40% artdığını bilmək istəyirdi. Anderrayter termal qaçaqlığa istinad etdi. Montajçı məndən elektrolit təhlükəsizliyi haqqında onlara nə deyə biləcəyini soruşdu. Hamıya dediyimi ona da dedim. Hüceyrələrinizdəki karbonat həllediciləri yanacaq. Sual ondan ibarətdir ki, siz bununla bağlı nə edirsiniz.
Elektrolit hüceyrənin çəkisinin 10-15%-ni təşkil edir. Etilen karbonat, dimetil karbonat, etil metil karbonat. Bunlar işçi qüvvələrdir. Litium duzlarını yaxşı həll edirlər. İonların sürətlə hərəkət etməsinə imkan verirlər. Onların 30-40 dərəcə diapazonunda parlama nöqtələri də var. Deşilmiş bir çanta hüceyrəsi bir dəqiqədən az müddətdə daxili olaraq 200 dərəcəyə çata bilər. Riyaziyyat mürəkkəb deyil.
Fosfor birləşmələri təxminən 2003-cü ildə akkumulyator elektrolitlərində ortaya çıxdı. Trimetil fosfat insanların ciddi şəkildə sınadığı ilk şəxs idi. İsti olduqda PO radikallarını buraxaraq işləyir. Bu radikallar alov cəbhəsindən hidrogeni tutur və yanma zənciri reaksiyasını dayandırır. Öz-özünə söndürmə vaxtını-bir qramda 50+ saniyədən tək rəqəmlərə endirə bilərsiniz. Mübadilə özlülükdür. Fosfatlar elektroliti qalınlaşdırır. İon keçiriciliyi azalır. Siz dərəcə qabiliyyətini itirirsiniz.
Hüceyrələri satın alan şirkətlər üçün, sizinlitium batareya paketi istehsalçısıelektrolit formalaşdırılması haqqında indi standart təcrübə olmalıdır. Mənzərə 2020-ci ildən bəri dəyişdi. Çin hüceyrə istehsalçıları artıq beş il əvvəl iki dəfə baha qiymətə satılan Yapon hüceyrələri ilə eyni alov xüsusiyyətlərinə malik olan fosfat-ester qarışıqları ilə məhsullar göndərirlər. Zhangjiagang Guotai-Huarong bir neçə əsas hüceyrə istehsalçısını elektrolitlə təmin edir. Təhlükəsizlik təkmilləşdirmələri aşağıya doğru hərəkət etdi.
Flüorlu birləşmələr daha sonra gəldi. Hidrofluoroefirlər. FEC və FEMC kimi flüorlu karbonatlar. Molekulun onurğasındakı flüor atomları radikalların yayılmasını fosfordan fərqli şəkildə pozur. Nəticələr yaxşıdır. Xərclər deyil. Flüorlu materiallar hələ də standart karbonatlar üçün ödədiyinizdən 3-5 dəfə işləyir. Mən material sənədlərini məhv etmədən təhlükəsizlik həddinə çatmaq üçün onları 5-10% səviyyəsində müəyyən edən uşaqlar tanıyıram.
İon mayeləri 2015-2018-ci ildə çox mətbuata çıxdı. Sıfıra yaxın buxar təzyiqi. Heç bir normal sui-istifadə ssenarisi altında alovlanmayacaq. Münsterdə altı il ərzində onların üzərində işləyən laboratoriyanı gəzdim. Tədqiqatçı mənə havalandırma olmadan 200 dərəcə xarici istilikdən xilas olan hüceyrələri göstərdi. O, həmçinin ionlu maye üçün €85/kq ödədiklərini söylədi. Kommersiya EC/DMC qarışıqlarının qiyməti €4/kq-dan aşağıdır. İqtisadiyyat onu avtomobil üçün öldürdü. Bəzi aerokosmik tətbiqlər bu xərcləri udmaq imkanına malikdir. Çoxları bacarmır.
Gel polimer elektrolitləri fərqli bir yanaşma tətbiq edirlər. Siz maye fazanı bir polimer matrisində tutursunuz. PVDF-HFP ümumidir. Bəzi qruplar fosforu birbaşa polimer onurğasına qururlar. Alov gecikdiriciliyi struktur olur. Qingdao Universitetinin tədqiqatçıları keçən il fosfazen yan zəncirləri olan poliimid sistemləri üzərində iş dərc etdilər. 5 saniyədən az-özünü söndürmə vaxtı. Mexaniki güc, dendrit artımını yavaşlatmaq üçün kifayət qədər yüksəkdir. Çətinlik istehsaldır. Gel elektrolitlərinin rulon-to- örtülməsi maye doldurulması qədər yetkin deyil.
Qiymətləndirərkən axüsusi litium batareya təchizatçısısənaye tətbiqləri üçün təhlükəsizliklə bağlı xüsusi suallar verin. Elektrolit formulanızın SET-i nədir? Hansı konsentrasiyada alov gecikdirən əlavələrdən istifadə edirsiniz? Konus kalorimetri məlumatlarını təqdim edə bilərsinizmi? Bəzi hüceyrə istehsalçıları bu məlumatı paylaşacaqlar. Digərləri buna mülkiyyət kimi yanaşırlar. Premium brendlər adətən standart avtomobil hüceyrələrində çəki ilə 12-18% fosfat əsaslı qatqı istifadə edirlər.
Sənaye alov gecikdiriciliyini bir neçə yolla sınaqdan keçirir. Özünü söndürmə-sürətli vaxtdır. Nümunəni alovlandırırsınız və alov mənbəyini çıxardıqdan sonra onun nə qədər yanır. Oksigenin məhdudlaşdırılması indeksi sizə yanmağı davam etdirmək üçün lazım olan minimum O2 konsentrasiyasını bildirir. UL 2054 və IEC 62133 bitmiş hüceyrələr üçün keçid/uğursuzluq meyarlarını təyin edir. Çinin GB 38031-2020 termal yayılması paketdəki bitişik hüceyrələrə çatana qədər 5 dəqiqəlik xəbərdarlıq vaxtı tələb olunur. Bu spesifikasiyaya cavab vermək üçün tez-tez alov gecikdirən elektrolitlər tələb olunur.
Xatırlatmalar bu məsələni ön plana çıxardı. GM 2021-ci ildən başlayaraq 140.000 Bolt EV-ni geri çəkdi. Hyundai Kona Electrics-i geri çağırdı. Ford Lightning istehsalını gecikdirdi. Kök səbəbləri müxtəlif idi. Bəziləri istehsal qüsurları idi. Bəziləri hüceyrə dizaynı problemləri idi. Hamısı OEM satınalma şöbələrini daha çətin suallar verməyə məcbur etdi. İstənilənlitium batareya OEM tərəfdaşıavtomobil üçün ixtisas almağa çalışanlar indi 2019-cu ildə olduğundan daha çox istilik təhlükəsizliyi sənədləri ilə üzləşirlər.
Material xərcləri miqyasda real pula əlavə olunur. 60 kVt-saatlıq avtomobil paketi hüceyrə formatından və yüklənmədən asılı olaraq təxminən 40-50 kq elektrolitdən ibarətdir. $15/kq artım dəyəri ilə 15% alov gecikdirici əlavə etmək paket başına $90-110 deməkdir. Çindən ən ucuz LFP prizmatik hüceyrələri üçün mobil səviyyəli xərclər 100 dollar/kVt/saatdan aşağı düşüb. Bu alov gecikdirici hüceyrə dəyərinin təxminən 1,5%-ni təşkil edir. Satınalma qrupları kVt/saat üçün qəpiklər haqqında mübahisə edirlər. Bu qəpik deyil.
ilə əlaqələr quran şirkətlər üçünlitium batareya modulu montaj provayderi, elektrolit spesifikasiyası tez-tez erkən müzakirələrdə nəzərdən qaçırılır. İnsanlar tutum, dövr ömrü, C-dərəcəsinə diqqət yetirirlər. Alova gecikdirmə, adətən son müştəri təhlükəsizlik sənədlərini tələb etdikdə daha sonra görünür. Bu zaman hüceyrə dizaynı kilidlənir. Fərqli elektrolit formulunun yenidən qurulması empedansı, tutumu və yaşlanma xüsusiyyətlərini dəyişə bilər. Əvvəlcədən təyin etmək daha yaxşıdır.
Tədqiqat boru kəmərində maraqlı işlər var. Lokallaşdırılmış yüksək{1}}konsentrasiyalı elektrolitlər alışan olmayan ftorlu efirlərlə- seyreltilmiş fosfat həlledicilərdən istifadə edir. Ənənəvi karbonatların özlülük və keçiriciliyi ilə fosfatların alov gecikdiriciliyini əldə edirsiniz. Arqon bu barədə dərc edib. Çində bir neçə universitet qrupu variasiya üzərində işləyir. Kommersiya mövcudluğu, ehtimal ki, avtomobil dərəcəsi üçün 2-3 ildir.
Bərk{0}}xüceyrələr alovlanma problemini tamamilə həll edərdi. Keramika və sulfid elektrolitləri yanmır. Onlar da avtomobil istehsalı miqyasında hələ mövcud deyil. CATL, Samsung SDI, Toyota və QuantumScape son elanlarda möhkəm{4}}state qrafiklərini 2-4 il uzadıblar. İstənilənlitium batareya təhlükəsizlik həlləri təminatçısıalov gecikdirən maye elektrolitlərin əksər tətbiqlər üçün ən azı 2028-ci ilə qədər praktiki cavab olduğunu söyləyəcək.
Mən on beş il müxtəlif rollarda bu problem üzərində işlədim. Texnologiya təkmilləşdi. Xərclər azalıb. Hüceyrə yanğınları hələ də baş verir. Onlar on il əvvəl olduğundan daha az baş verir və bu gün hüceyrələr o vaxtkı hüceyrələrdən daha çox enerji saxlayır. Sənaye düzgün istiqamətdə hərəkət etdi. Görüləsi daha çox iş var.
