Fikra bingehîn sade ye - hûn qatek karbonê ya tenik li ser materyalên pîlê radikin da ku wan biguhezînin. LFP bêyî pêlava karbonê li dora 10 ^-9 S / cm rêgez heye ku bi bingehîn îzolatorek e. 2-3% wt karbonê lê zêde bikin û hûn 10^-3 S/cm distînin, têra çêkirina pîlê karbidest e.
Em li sazgeha xwe hem pergalên CVD û hem jî xetên pêlavên kîmyewî yên şil dimeşînin. CVD yekrengiyek çêtir dide lê lêçûn zêdetir dike. Kişandina şil ji bo pir sepanan baş dixebite û alav hêsan e.
Ji bo hûrguliyên zêdetir li ser vebijarka bilind-li kapasîteyên meya nixumandina CVD binihêrin.
Çima Materyalên Bi Karbonê Dikin?
Piraniya katodên fosfat- hewcedar in. Gerîdeya elektronîkî bêyî pêlavê tirsnak e. Iron fosfat, manganese fosfat - heman çîrok. Heger hûn rêjeyên C--ê bilind bikin hin katodên oksîdê jî ji nixumandinê sûd werdigirin.
Di heman demê de cilê di navbera katod û elektrolîtê de wekî qatek parastinê jî tevdigere. Ev di germahiyên bilind de ku reaksiyonên alî bileztir dibin bêtir girîng e. Me dît ku jiyana çerxê 40-50% tenê ji xêzkirinê çêtir dibe, nemaze dema ku hucre ji 45 pileyî dimeşin.
Silicon anodes heywanek cuda ye. Berfirehbûna qebareyê di dema bisiklêtê de (300-400%) dê piraniya cil û bergan bişkîne. Hûn hewceyê strukturên karbonê yên maqûl in an jî pêlav piştî çend dewreyan têk diçe. Me sê salan li ser vê pirsgirêkê xebitî berî ku me formulasyonek ku bi rastî 200 çerxên borî girtibû bi dest xist.
Pêvajoya CVD Coating
Sazkirina meya CVD di 650-750 derece de gaza acetylen an metanê bikar tîne. Rêjeyên herikandinê bi mezinahiya heviyê ve girêdayî ye - bi gelemperî 50-200 sccm ji bo komek 100 kg. Gaz li ser rûyê parçikê diqelişe û tebeqeya karbonê çêdike.
Kontrolkirina qalindiyê li gorî dem û germahiyê ye. 30 deqîqeyan li 700 derece li gorî substratê bi qasî 5-8 nm. Ger hewcedariya we bi pêçek stûrtir hebe hûn wê dirêjtir bimeşînin, lê bi taybetî bi materyalên rûbera bilind re li bloka porê temaşe bikin.
Naveroka grafîkî ya karbona CVD ji rêbazên kîmyewî yên şil bilindtir e, ku tê vê wateyê ku guheztina çêtir e. Acetylene ji metanê bêtir karbona grafîtîk dide, lê di heman demê de bihatir e û bi rengek ewledar jî êşek e.
Mezinahiya hevîrê li ser xeta meya CVD ji 10 kg heya 200 kg diguhere. Parçeyên mezintir mimkun in lê yekdestiya germahiyê pirsgirêkek dibe. Em vê yekê bi awayê dijwar fêr bûne - carek komek 500 kg rijand û xêzkirina li ser materyalê ji navendê li hember keviyan bi rengek berbiçav cûda bû.
Nêzîkatiya Kîmyewî ya şil
Toz bi çareseriya glukozê re tevlihev bikin, hişk bikin, paşê di atmosfera nîtrojenê de pirolîz bikin. Şekir karbonîze dike û parçikan dixemilîne. Têgîna hêsan lê girtina wê ya yekreng hin ceribandin û xeletiyê digire.
pH ya çareseriya glukozê girîng e. Ji bo materyalên bingehîn ên mîna LFP, em pH li dora 4-5 diparêzin da ku glukoz çêtir xwe bigire. Pêngava zuwakirinê krîtîk e - heke hûn pir zû zuwa bibin hûn qelp dibin. Em zuwakirina spreyê naha bikar tînin ku ji sazûmana meya zuwakera zirav a kevn pir çêtir dixebite.
Germahiya pîrolîzê bi gelemperî ji bo glukozê 500-650 derece ye. Germahiya bilind zêdetir karbona grafîkî dide lê hûn dest bi şewitandina hilberîna karbonê dikin. Asîdê citric vebijarkek din e, encamên heman rengî ji glukozê re dide. Hin xerîdar sucrose tercîh dikin lê bi rastî me cûdahiya performansê pir nedîtiye.
Karbona ji cilê şil bi piranî bi hin domên grafîkî yên kin-amorf e. Têkilî maqûl e, ne bi qasî CVD-ê ye lê ji bo piraniya bataryayên têra xwe baş e. Lêçûn bi qasî 40% ji CVD-ê her kg materyalê pêçandî kêmtir e.
Serlêdanên ku me li ser xebitîn
Katodên LFP belkî 70% ji qebareya meya pêlavê ne. Taybetmendiya standard 2,5 wt% karbon e, 8-10 nm stûr e. Hin xerîdar ji bo serîlêdanên rêjeya bilind 3% dixwazin.
Em di heman demê de anodên LTO-yê jî vedigirin, her çend kêm caran. Bi gelemperî 1-1,5 wt% karbon bes e ji ber ku guheztina LTO ne wekî LFP xirab e. Kulîlk bi kapasîteya barkirina rêjeya bilind a ku ji bo serîlêdanên barkirina bilez girîng e re dibe alîkar.
NCM811 û katodên din ên nîkel-dewlemend carinan ji bo îstîqrara rûkalê ne ji guheztinê têne pêçan. Stûriya cilê ziravtir e, belkî 3-5 nm, tenê têra kêmkirina têkiliya rasterast di navbera katod û elektrolîtê de ye. Ev jihevketina metala veguhêz ku moda têkçûnê ye ji bo materyalên dewlemend ên nîkel di voltaja bilind de kêm dike.
Anodên pêkhatî yên silicon dijwar in. Ji ber pirsgirêka berbelavkirina qebareyê cilê standard naxebite. Me bi karbona polîmer-bi karbona jêhatî re formûlasyonek lêdana karbonê ya bi hin elastîkbûnê çêkir. Ew bêtir lêçûn lê ew yekane awayê ku me dîtiye ku em jiyana çerxa maqûl bistînin. Dûv re jî, hûn li belkî 500-800 çerxên berî ku kapasîteya girîng winda bibe dinihêrin.
Pargîdaniyek otomotîvê xwest ku em maddeya katodê ya dewlemend-manganezê ya ceribandinê bipêçin. Ew proje bi ser neket - maddeya ku di dema pêvajoya çeqandinê de ji hêla kîmyewî ve bêîstiqrar bû û me her gav guhertinên qonaxê dît. Carinan cilkirin ne çareserî ye.
Jimarên Rastî Ji Komên Hilberînê
Meha borî me 3 ton LFP ji bo xerîdarek li Koreya Başûr pêçand. Hedef %2,8 wt karbon bû. Encamên berhevokê ji 2,65% heya 2,95%, ku di nav tolerasyona meya ± 0,3% de ye. Têkiliya li ser pelletên çapkirî bi navînî 8,2 x 10^-3 S / cm.
Ji bo berhevdanê, heman materyalê neqişandî 2,1 x 10^-9 S/cm hat pîvandin. Ew bi qasî 4 mîlyon carî çêtirbûna guheztinê ye, her çend danberhevkirina guheztina pelletê ya pêçandî bi guheztina perçeyan re ne metodolojiya bêkêmasî ye.
Testkirina jiyanê ya dewrê ya li ser hucreyên coin (barkirina C/3, dakêşana C/3, rêza 2,5-3,8V) piştî 1000 dewran di 25 dereceyê de ragirtina kapasîteya% 91 nîşan da. Armanca xerîdar 90% bû ji ber vê yekê ew derbas bû.
| Cureyê materyalê | Naveroka Karbonê | Rêzeya me ya tîpîk | Têbînî |
|---|---|---|---|
| katoda LFP | 2-3 % wt | 2.3-2.9% | Serlêdana herî gelemperî |
| LTO anode | 1-2 wt% | 1.2-1.7% | Ji LFP kêmtir krîtîk |
| NCM/NCA | 0,5-1,5% wt | 0.8-1.3% | Bi piranî ji bo parastina rûyê erdê |
| Silicon pêkhatî | 5-10 % wt | 6-9% | Pêdiviya pêlêdana maqûl heye |
Rêjeyên ku têne xuyang kirin ew in ku em bi rastî di hilberînê de bi dest dixin, ne armancên teorîkî.
Pirsgirêkên Qalîteya Pêvekirinê ya Me Dît
Vegirtina bêkêmasî pirsgirêka herî gelemperî ye, nemaze bi pêlava şil. Hûn bi lekeyên tazî yên li ser rûbera parçikê diqedin ku di dema bisiklêtan de giraniya heyî ya herêmî diafirîne. Ev xuya dike ku kapasîteyê piştî 200-300 dorhêlan winda dibe.
Kişandina pir stûr belavkirina lîtiumê asteng dike. Me yek kom hebû ku ji ber pirsgirêkek kontrolkirina germahiyê li şûna hedefa 10 nm 25 nm paldan bû. Kapasîteya rêjeyê bi rengek berbiçav xirabtir bû - şaneyên nikarîbûn daxistina 1C bêyî daketina voltaja girîng bi rê ve bibin.
Oksîdasyona karbonê di dema hilanînê de pirsgirêkek din e. Toza pêçandî divê di bin şert û mercên hişk de were hilanîn. Xerîdarek me hebû ku şeş mehan di depoyek şil de maddeya hilanîn û naveroka karbonê ji %2,5 daket %1,9. Karbon di hewaya şil de hêdî hêdî oksîde dibe.
Amûr û Kapasîteya
Firina meya CVD-ya sereke dikare 200 kg bermayiyan bigire. Di heman demê de dema ku xerîdar dixwazin li ser materyalên nû ceribandî biceribînin, ji bo 5-10 kg firna R&D piçûktir jî me heye. Veguherîna ji bo komên R&D bi gelemperî 1-2 hefte ye. Komên hilberînê ji wergirtina materyalê heya şandinê 3-4 hefte digirin.
Rêzeya pêlava şil xwedan berberiya bilindtir e, heya 500 kg serê hev. Faktora sînordar bi gelemperî kapasîteya zuwakirina spreyê ji firna pîrolîzê ye.
Em sala bê bi pergalek nû ya CVD-ê kapasîteya xwe berfireh dikin, divê ji hêla Q ve serhêl be2 2026. Kapasîteya mebest 300 kg e ku dê alîkariya hin xerîdarên me yên mezin bike.
Xebata Pêşveçûnê
Ger we materyalek heye ku dibe ku ji xêzkirinê sûd werbigire lê hûn ne ewle ne, em dikarin ceribandinên pêşkeftinê bimeşînin. Rêjeya herî kêm bi gelemperî 200 gram e. Em ê 2-3 şert û mercên pêvekirinê yên cihêreng ceribandin û nimûneyên pêvekirî û daneyên elektrokîmyayî yên ji hucreyên pereyê peyda bikin.
Mesrefa pêşveçûnê bi qada ceribandinê ve girêdayî ye. Bi ceribandina hucreya drav re nirxandina pêlava bingehîn li dora 3500 $ dimeşe. Ger hewcedariya we bi ceribandinek berfirehtir hebe, mîna avahiyên şaneyên tam an bisiklêta demdirêj-, em dikarin wê ji hev cuda vebêjin.
Pirsgirêkek ku em bi xebata pêşkeftinê re rû bi rû ne ev e ku encamên laboratîfê her gav bi pîvana hilberînê nayê wergerandin. Me materyalek bi pîvana 50 gram vekir ku pir xweş xuya dikir, lê gava ku em gihîştin 50 kg yekrengiya xêzkirinê tirsnak bû. Dabeşkirina mezinahiya parçikan û qada rûberê hem bandorê li ser kirrûbirrê dike û carinan jî ya ku piçûk dixebite mezin naxebite.
Faktorên Mesrefê
Pûçek CVD bi qasî 2-4 $ ji bo her kg li lêçûna materyalê li gorî mezinahiya hevîrê û taybetmendiya xêzkirinê zêde dike. Kulîlka kîmyewî ya şil 1,50-2,50 $ per kg e.
Siparîşa hindiktirîn ji bo pêlava hilberînê bi gelemperî 50 kg e. Li jêr lêçûna sazkirinê wê bêbandor dike. Ji bo mîqdarên pêşveçûnê yên di bin 50 kg de em heqê sazkirinê digirin.
Ger hûn ji me materyalê pêşîn (toza neqelandî) bikirin û em wê kincê bikin, em bi gelemperî dikarin nirxek çêtir bistînin ji ya ku hûn materyalê xwe ji me re bişînin. Lojîstîk sadetir e û em jixwe bi dabînkerên materyalê re hatine saz kirin.
Veguheztina materyalê pêçandî hin lênêrîn hewce dike ji ber ku toz ji materyalê neqişandî piroforîktir e. Em pakêtên pejirandî yên UN'ê- bikar tînin û tenê bi veguhastina bejayî dişînin. Ji ber metirsiya şewatê ji bo piraniya madeyên karbon-lixwekirî rê nadin barkirina hewayê.
Testkirin û Specifications
Testkirina standard ku em bi her komê re peyda dikin:
Naveroka karbonê ji hêla analîzkirina şewitandinê (± 0,1 wt%)
Tap density
Dabeşkirina mezinahiya parçikan (D10, D50, D90)
naveroka moisture
Wêneyên SEM (li ser daxwazê têne peyda kirin)
Testkirina zêde heye:
Pîvana rêgirtinê li ser pelletên pêçandî
qada rûbera BET
XRD ji bo avahiya krîstal
TEM xaça-beşên ji bo verastkirina qalindahiya xêzkirinê
ICP-MS ji bo analîza nepaqijiyê
Testkirina hucreya coin (performansa bisiklêtan, kapasîteya rêje, impedans)
Pir xerîdar tenê ceribandina bingehîn plus pîvana rêvegirtinê dixwazin. Taybetmendiya bêkêmasî bi qasî hefteyekê li dema zivirînê zêde dike û lêçûn zêde dike.
Em Çi nakin
Em pelên elektrodê pê nakin. Amûrên me ji bo kişandina toz hatine çêkirin. Ger hewcedariya we hebe ku hûn li ser elektrodên jixwe yên çêkirî-pêvekirin pêvajoyek bi tevahî cûda ye.
Em di heman demê de bi materyalên bi fikarên ewlehiyê yên cidî re mijûl nabin. No tozên metalên lîtium, ne materyalên pir hesas ji hewayê-. Materyalên bataryayê yên standard baş in lê heke materyalê we bi xweber di hewayê de bişewite em nikanin pê re bixebitin.
Çêkirina Ultra-paqijiya bilind (pola nîvconductor) ne mebesta me ye. Em ji bo materyalên bataryayê hatine saz kirin ku tê wateya paqijiya baş lê ne asta jûreya paqij. Ger hewcedariya we bi kontrolkirina gemariya bin-ppm hebe, hûn hewceyê cîhek cûda hewce ne.
Mînakên Mişterî
Pargîdaniyek bateriyê li Michigan ji me re materyalê anodê yê pêkhatî ya silicon-grafît şand. Wan dît ku kapasîteya piştî 150 cycles winda dibe. Me ew bi formulasyona xweya karbonê ya maqûl pêça û wan heya 600 dewran jiyana dewreyê girt. Lêçûna materyalê 3,50 $ / kg zêde bû lê çêtirbûna performansê ew ji bo serîlêdana wan rast kir.
Projeyek din ji bo xerîdarek otomotîvê ya Ewropî rûxandina NCM811 vedigire. Ew bi fikar bûn ku kapasîteya di voltaja bilind de (4.3V qutkirin) biqede. Standard NCM811 piştî 500 dewran 15% windabûna kapasîteyê nîşan da. Bi 1% wt pêlava karbonê û hin dermankirina rûkalê me ew daket% 8 windabûna kapasîteyê. Çêkirin ne faktora yekane bû - wan elektrolîta xwe jî xweştir kir - lê ew alîkarî kir.
Em bi komeke lêkolînê re xebitîn ku pêkhateyek katodê ya nû (lithium-guhertoya dewlemend a NCM) pêşdixe. Materyal xwedan kapasîteya baş lê kapasîteya rêjeya tirsnak bû. Piştî pêxistina bi 2% karbonê, kapasîteya dakêşanê li 1C ji 140 mAh / g gihîşt 168 mAh / g. Gerokî ji bo wê materyalê faktora sînordar bû.
Carinan cilvekirin pirsgirêkê çareser nake. Xerîdarek me hebû ku bi kapasîteya bilez di hucreyên wan de diqelişe û wan difikirî ku pêlav dê wê rast bike. Piştî vekolînê me dît ku qelsbûna wan ji ber lêdana lîtiumê ya li ser anodê di dema barkirina bilez de ye. Çêkirina katodê bi wê re ne alîkar bû. Me pêşniyar kir ku ew li şûna protokola barkirina xwe binêrin.
Çavkaniyên Teknîkî
Ger hûn bêtir agahdarî li ser zanistê dixwazin, me hin kaxez li ser pêlava karbonê weşandin. Piraniya wan li pişt dîwaran in lê heke hûn bi me re têkilî daynin em dikarin PDF-ê bişînin.
Ger hûn bi materyalên fosfatê hesinê lîtiumê re dixebitin û dixwazin ku aliyên kîmya baterî yên tiştan fam bikin, vê gotarê li ser [pîlê fosfat ion lîtium] bingehên pir baş vedigire. Fêmkirina kîmya batterê dibe alîkar ku rave bike ka çima pêlav bi taybetî ji bo LFP cûdahiyek wusa dike.
