Աշխարհում էլեկտրական մեքենաների արագ զարգացմամբ, էլեկտրական մեքենաների շուկայի չափը 2020 թվականին հասել է 1 տրիլիոն դոլարի և ապագայում կշարունակի աճել տարեկան ավելի քան 20% տեմպերով:Հետևաբար, էլեկտրական տրանսպորտային միջոցները, որպես փոխադրման հիմնական եղանակ, էներգիայի մարտկոցների կատարողականի պահանջները գնալով ավելի բարձր կլինեն, և մարտկոցի քայքայման ազդեցությունը ցածր ջերմաստիճանի միջավայրերում էներգիայի մարտկոցների աշխատանքի վրա չպետք է անտեսվի:Ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում մարտկոցի քայքայման հիմնական պատճառներն են. Նախ, ցածր ջերմաստիճանը ազդում է մարտկոցի փոքր ներքին դիմադրության վրա, ջերմային դիֆուզիոն տարածքը մեծ է, և մարտկոցի ներքին դիմադրությունը մեծանում է:Երկրորդ, մարտկոցը լիցքավորման փոխանցման հզորության ներսում և դրսում վատ է, մարտկոցի դեֆորմացիան տեղի կունենա տեղական անդառնալի բևեռացման ժամանակ:Երրորդ, էլեկտրոլիտի մոլեկուլային շարժման ցածր ջերմաստիճանը դանդաղ է և դժվար է ցրվել ժամանակի ընթացքում, երբ ջերմաստիճանը բարձրանում է:Հետևաբար, ցածր ջերմաստիճանի մարտկոցի քայքայումը լուրջ է, ինչը հանգեցնում է մարտկոցի արդյունավետության լուրջ վատթարացման:
1, Ցածր ջերմաստիճանի մարտկոցի տեխնոլոգիայի կարգավիճակը
Ցածր ջերմաստիճաններում պատրաստված լիթիում-իոնային էներգիայի մարտկոցների տեխնիկական և նյութական պահանջները բարձր են:Ցածր ջերմաստիճանի միջավայրում լիթիում-իոնային էներգիայի մարտկոցի արդյունավետության լուրջ դեգրադացիան պայմանավորված է ներքին դիմադրության բարձրացմամբ, ինչը հանգեցնում է էլեկտրոլիտների դիֆուզիայի դժվարությանը և բջջային ցիկլի կյանքի կրճատմանը:Հետևաբար, ցածր ջերմաստիճանի մարտկոցների տեխնոլոգիայի վերաբերյալ հետազոտությունը որոշակի առաջընթաց է գրանցել վերջին տարիներին:Ավանդական բարձր ջերմաստիճանի լիթիում-իոնային մարտկոցներն ունեն ցածր բարձր ջերմաստիճանի արդյունավետություն, և նրանց աշխատանքը դեռևս անկայուն է ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում.ցածր ջերմաստիճանի բջիջների մեծ ծավալ, ցածր հզորություն և ցածր ջերմաստիճանի ցիկլի վատ կատարում;ցածր ջերմաստիճանում բևեռացումը զգալիորեն ավելի ուժեղ է, քան բարձր ջերմաստիճանում.ցածր ջերմաստիճանում էլեկտրոլիտի մածուցիկության բարձրացումը հանգեցնում է լիցքավորման/լիցքաթափման ցիկլերի քանակի նվազմանը.բջիջների անվտանգության նվազեցում և ցածր ջերմաստիճանի դեպքում մարտկոցի ժամկետի նվազում;և ցածր ջերմաստիճանում օգտագործման արդյունավետության նվազեցում:Բացի այդ, ցածր ջերմաստիճանում մարտկոցի կարճ ցիկլի կյանքը և ցածր ջերմաստիճանի խցերի անվտանգության ռիսկերը նոր պահանջներ են առաջադրել էներգիայի մարտկոցների անվտանգության համար:Հետևաբար, ցածր ջերմաստիճանի միջավայրի համար կայուն, անվտանգ, հուսալի և երկարաժամկետ էներգիայի մարտկոցների նյութերի մշակումը ցածր ջերմաստիճանի լիթիում-իոնային մարտկոցների հետազոտության ուշադրության կենտրոնում է:Ներկայումս կան մի քանի ցածր ջերմաստիճանի լիթիում-իոն մարտկոցների նյութեր. (1) լիթիում մետաղական անոդ նյութեր. լիթիում մետաղը լայնորեն օգտագործվում է էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում իր բարձր քիմիական կայունության, բարձր էլեկտրական հաղորդունակության և ցածր ջերմաստիճանի լիցքավորման և լիցքաթափման աշխատանքի պատճառով.(2) ածխածնային անոդային նյութերը լայնորեն օգտագործվում են էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում, քանի որ նրանց լավ ջերմակայունությունը, ցածր ջերմաստիճանի ցիկլի կատարումը, ցածր էլեկտրական հաղորդունակությունը և ցածր ջերմաստիճանի ցիկլի կյանքը ցածր ջերմաստիճաններում.(3) ածխածնային անոդային նյութերը լայնորեն օգտագործվում են էլեկտրական տրանսպորտային միջոցներում նրանց լավ ջերմակայունության, ցածր ջերմաստիճանի ցիկլի կատարման, ցածր էլեկտրական հաղորդունակության և ցածր ջերմաստիճանի ցիկլի կյանքի պատճառով:մեջ;(3) օրգանական էլեկտրոլիտները լավ կատարում են ցածր ջերմաստիճանում.(4) պոլիմերային էլեկտրոլիտներ. պոլիմերային մոլեկուլային շղթաները համեմատաբար կարճ են և ունեն բարձր մերձեցում.(5) անօրգանական նյութեր. անօրգանական պոլիմերներն ունեն լավ կատարողական պարամետրեր (հաղորդականություն) և լավ համատեղելիություն էլեկտրոլիտային ակտիվության միջև.(6) մետաղների օքսիդներն ավելի քիչ են.(7) անօրգանական նյութեր՝ անօրգանական պոլիմերներ և այլն։
2, Ցածր ջերմաստիճանի միջավայրի ազդեցությունը լիթիումի մարտկոցի վրա
Լիթիումային մարտկոցների ցիկլի կյանքը հիմնականում կախված է լիցքաթափման գործընթացից, մինչդեռ ցածր ջերմաստիճանը գործոն է, որն ավելի մեծ ազդեցություն ունի լիթիումի արտադրանքի կյանքի վրա:Սովորաբար, ցածր ջերմաստիճանի միջավայրում, մարտկոցի մակերեսը ենթարկվում է փուլային փոփոխության՝ առաջացնելով մակերևութային կառուցվածքի վնաս, որն ուղեկցվում է հզորության և բջիջների հզորության կրճատմամբ:Բարձր ջերմաստիճանի պայմաններում խցում առաջանում է գազ, որը կարագացնի ջերմային դիֆուզիոն;ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում գազը չի կարող ժամանակին լիցքաթափվել՝ արագացնելով մարտկոցի հեղուկի փուլային փոփոխությունը.որքան ցածր է ջերմաստիճանը, այնքան ավելի շատ գազ է առաջանում և այնքան դանդաղ է մարտկոցի հեղուկի փուլային փոփոխությունը:Հետևաբար, մարտկոցի ներքին նյութի փոփոխությունը ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում ավելի կտրուկ և բարդ է, և մարտկոցի նյութի ներսում գազեր և պինդ նյութեր արտադրելը ավելի հեշտ է.Միևնույն ժամանակ, ցածր ջերմաստիճանը կհանգեցնի մի շարք կործանարար ռեակցիաների, ինչպիսիք են անդառնալի քիմիական կապի խզումը կաթոդի նյութի և էլեկտրոլիտի միջերեսում.դա նաև կհանգեցնի էլեկտրոլիտի ինքնահավաքման և ցիկլի կյանքի կրճատմանը.կնվազի լիթիումի իոնի լիցքը էլեկտրոլիտին փոխանցելու հնարավորությունը.Լիցքավորման և լիցքաթափման գործընթացը կառաջացնի մի շարք շղթայական ռեակցիաներ, ինչպիսիք են բևեռացման երևույթը լիթիումի իոնային լիցքավորման փոխանցման ժամանակ, մարտկոցի հզորության քայքայումը և ներքին սթրեսի ազատումը, ինչը ազդում է լիթիումի իոնային մարտկոցների ցիկլի կյանքի և էներգիայի խտության և այլ գործառույթների վրա:Որքան ցածր է ջերմաստիճանը ցածր ջերմաստիճանում, այնքան ավելի ինտենսիվ և բարդ են տարբեր կործանարար ռեակցիաները, ինչպիսիք են ռեդոքս ռեակցիան մարտկոցի մակերեսին, ջերմային դիֆուզիոն, ֆազային փոփոխությունը բջջի ներսում և նույնիսկ ամբողջական ոչնչացումը, իր հերթին կառաջացնի մի շարք շղթայական ռեակցիաներ, ինչպիսիք են էլեկտրոլիտը: ինքնահավաքում, որքան դանդաղ է ռեակցիայի արագությունը, այնքան ավելի լուրջ է մարտկոցի հզորության քայքայումը, և այնքան վատ է լիթիումի իոնների լիցքի միգրացիայի ունակությունը բարձր ջերմաստիճանում:
3, Ցածր ջերմաստիճանը լիթիումի մարտկոցի տեխնոլոգիայի հետազոտության հեռանկարների առաջընթացի վրա
Ցածր ջերմաստիճանի միջավայրում մարտկոցի անվտանգությունը, ցիկլի կյանքը և բջջային ջերմաստիճանի կայունությունը կազդեն, և ցածր ջերմաստիճանի ազդեցությունը լիթիումային մարտկոցների կյանքի վրա չի կարող անտեսվել:Ներկայումս ցածր ջերմաստիճանի մարտկոցների տեխնոլոգիայի հետազոտությունն ու մշակումը, օգտագործելով դիֆրագմը, էլեկտրոլիտը, դրական և բացասական էլեկտրոդային նյութերը և այլ մեթոդներ, որոշակի առաջընթաց են գրանցել:Ապագայում ցածր ջերմաստիճանի լիթիումային մարտկոցների տեխնոլոգիայի զարգացումը պետք է բարելավվի հետևյալ ասպեկտներից. ;(2) մարտկոցի ներքին դիմադրության հսկողության շարունակական բարելավում կառուցվածքային նախագծման և նյութերի պատրաստման տեխնոլոգիայի միջոցով.3) բարձր հզորությամբ, էժան լիթիումային մարտկոցների համակարգի մշակման ժամանակ պետք է ուշադրություն դարձնել էլեկտրոլիտային հավելումներին, լիթիումի իոններին և անոդին և կաթոդին, ինչպես նաև ներքին ակտիվ նյութին և այլ հիմնական գործոնների ազդեցությանը.(4) բարելավել մարտկոցի ցիկլի կատարումը (լիցքավորման և լիցքաթափման հատուկ էներգիա), մարտկոցի ջերմային կայունությունը ցածր ջերմաստիճանի միջավայրում, լիթիումի մարտկոցների անվտանգությունը ցածր ջերմաստիճանի միջավայրում և մարտկոցների տեխնոլոգիայի զարգացման այլ ուղղություններ.(5) զարգացնել բարձր անվտանգության արդյունավետություն, բարձր գնով և էժան էներգիայի մարտկոցների համակարգի լուծումներ ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում.(6) մշակել ցածր ջերմաստիճանի մարտկոցների հետ կապված արտադրանքներ և խթանել դրանց կիրառումը.(7) մշակել բարձր արդյունավետությամբ ցածր ջերմաստիճանի դիմացկուն մարտկոցի նյութեր և սարքի տեխնոլոգիա:
Իհարկե, ի լրումն վերը նշված հետազոտական ուղղությունների, կան նաև բազմաթիվ հետազոտական ուղղություններ ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում մարտկոցի աշխատանքը հետագա բարելավելու, ցածր ջերմաստիճանի մարտկոցների էներգիայի խտության բարելավման, ցածր ջերմաստիճանի միջավայրում մարտկոցի քայքայման նվազեցման, մարտկոցի կյանքը երկարացնելու և այլ հետազոտությունների համար: առաջընթաց;բայց ավելի կարևոր խնդիրն այն է, թե ինչպես հասնել բարձր արդյունավետության, բարձր անվտանգության, ցածր գնի, բարձր տիրույթի, երկար կյանք և ցածր գնով մարտկոցների առևտրայնացումը ցածր ջերմաստիճանի պայմաններում: Հետազոտությունը պետք է կենտրոնանա խնդրի ճեղքման և լուծման վրա:
Հրապարակման ժամանակը՝ նոյ-22-2022