EN
Пирохлор оксидтері иондық өткізгіштігінің жоғары көрсеткіштеріне байланысты тұрақты аккумуляторлық технология саласында перспективалы материалдар ретінде пайда болды. Олардың ерекше химиялық құрылымы аккумуляторлардың жұмыс істеуі мен тұрақтылығы үшін маңызды иондық тасымалдауды тиімді жүзеге асыруға мүмкіндік береді. «Chemistry of Materials» журналында жарияланған зерттеу секілді соңғы зерттеулер пирохлор құрылымдарындағы иондық өткізгіштіктің маңызды жетістіктерін атап көрсетті, соның ішінде оксифторидтерге назар аударылды. Бұл зерттеулер бөлме температурасында 7,0 мС см–1 болатын көлемдік иондық өткізгіштік пен 3,9 мС см–1 өткізгіштікті көрсетті, бұл дәстүрлі электролиттік материалдардан асып түсті. Иондық тасымалдау механизмдеріндегі осы жақсарулар пирохлор оксидтерін тұрақты-күйлі аккумуляторлық технологияларды дамытудың барлық уақыттағы алдыңғы технологиялармен салыстырғанда бәсекеге қабілетті таңдауға айналдырады.
Бұл оксидтер иондық өткізгіштікті арттырып қана қоймай, электр көліктері (EV) және басқа да жоғары сұраныс көрсетілетін энергия сақтау салаларында зерттеу мен қолданудың жаңа мүмкіндіктерін ашатын супериондық өткізгіштердің жаңа класын енгізеді. Бұл материалдардың әртүрлі экологиялық жағдайларда тұрақтылығы оларды коммерциялық қолдануға жарамды етіп, ұзақ уақыт және сенімді аккумуляторлық жұмысты қамтамасыз етеді. Зерттеушілер бұл қасиеттерді зерттеуді және жетілдіруді жалғастырса, пирохлор оксидтер болашақта қатты-электролитті аккумулятор технологияларының негізгі материалдарына айналуы мүмкін.
Тұрақты күйдегі батарея технологиясындағы көміртекті композиттердің қолданылуы икемділіктің және жылу тұрақтылығының жаңа дәуірін бастады. Бұл композиттер полимер мен бейорганикалық материалдардың ерекше иондық өткізгіштігін интеграциялау арқылы батареяның өнімділігін айтарлықтай арттыру перспективасын ұсынады. Соңғы жаңартулар осы материалдарды қосып, энергетикалық жүйелердің тиімділігі үшін маңызды оптималды өткізгіштікке қамтамасыз ететін желі жасауға бағытталған. Полиэтилен оксиді (PEO) сияқты полимерлер литий иондарымен ынтымақтастық жасау қабілетіне ие болғандықтан, иондық өткізгіштікті орындауға мүмкіндік береді.
Бұл полимерлік желілерге сұйық кристалды мономерлерді енгізу иондық өткізгіштікті және құрылымдық бүтіндікті арттырды. Бұл модификация композиттің беріктігін арттырып қана қоймай, сонымен қатар ионды тасымалдау каналдарын жақсартады. Зерттеу деректері бұл композиттердің дәстүрлі электролиттік жүйелерге қарағанда жоғары нәтижеге қол жеткізетінін көрсетеді, бұл қатты денелі аккумуляторлы технологиялардағы маңызды жетістік болып табылады. Үздіксіз даму арқылы осындай күрделі полимерлік композиттер әртүрлі өнеркәсіптік сұраныстарға бейімделе алатын, сенімді және көпфункционалды энергия сақтау шешімдерінің жолын ашып беруде және болашақтағы аккумуляторлық инновациялардың маңызды компонентіне айналып отыр.
Microsoft пен PNNL-дің ынтымақтастығы AI-дың тұрақты күйдегі аккумуляторлық технологиялар үшін материалдарды ашу саласында қалай өзгертіп жатқанының тамаша мысалы болып табылады. Олар дәстүрлі түрде сынау мен тексерумен байланысты уақыт шеңберлерін едәуір қысқартып, перспективалы материалдардың идентификациясын жеделдетті. Бұл алгоритмдер потенциалды материалдардың әрекеті мен қасиеттерін болжау үшін үлкен деректер жиынтығын талдайды, сонымен қатар ашуды процесстерді экспоненциалды түрде жеделдетеді. Ерекше назар аударатын жағдай - потенциалды материалдарды идентификациялау сәттілік деңгейі 30%-дан асатын стандартты әдістерге қарағанда көрсетілгендей, сапалы жақсарулар нәтижесінде өскен. Бұл жетістік тек тұрақты күйдегі аккумуляторлардың дамуын арттырып қана қоймайды, сонымен қатар материалдар ғылымындағы кеңірек қолдану жолдарын да ашады.
Роботтандырылған процесстерді оптимизациялау қатты-электролитті аккумуляторларды өндіру дәлдігі мен сапасын арттыруда маңызды рөл атқарады. Адам қателерін азайтып және өндірістік процесстерді жеңілдету арқылы роботтар өндіріс дәлдігін түбегейлі өзгертуде. Роботтарды енгізген өндірушілер нәтижелердегі әлдеқайда жоғары тиімділікті байқады, мысалы Samsung SDI аккумуляторларды жинау кезінде біркелкілік пен сапаны қамтамасыз ету үшін роботтандырылған автоматтандыруды пайдаланады. Осындай роботтарды енгізу нақты пайдалы нәтижелерге әкеледі, соның ішінде шығындарды 25%-ға азайтып, өндіріс көлемін 40% арттыру көрсеткіштері де осы тәріздес. Бұл жетістіктер қатты-электролитті аккумуляторларды өндірудегі автоматтандырудың түбегейлі әсерін көрсетіп, кеңейтілу мүмкіндігі мен сапаны қамтамасыз етуге үміт салуға болады.
Қауіпсіздікті арттыру үшін сұйық емес аккумуляторларда (SSB) жанбайтын электролит жүйелері өте маңызды. Дәстүрлі литий-ионды аккумуляторлардың жанғыш сұйық электролиттерін пайдалануы термиялық тұрақсыздық пен өрт қаупін туғызатынымен қарсы, SSB-да қатты электролиттер пайдаланылады, бұл қауіптерді айтарлықтай азайтады. Сұйық емес конфигурациялар мен дәстүрлі жүйелерді салыстырып өрт қауіпсіздігі сынақтарын жүргізу қауіпсіздік көрсеткіштерінде айтарлықтай жақсаруын көрсетеді. Жанбайтын материалдардың инновациялық шешімдері өнеркәсіптік стандарттар мен нормалардың жаңа талаптарына сай келеді, бұл қауіпсіз аккумуляторлық технологияларға ауысуға негіз болып табылады. Ван және т.б. (2023) инженерлік талдауларында аккумуляторларда қатты электролиттерді пайдалану тек электролиттің сыртқа ағып кету қаупін азайтпайды ғана, сонымен қатар қосымша қауіпсіздік функцияларын интеграциялауда маңызды рөл атқаратыны айтылған.
Тұрақты күйдегі аккумулятор технологиясындағы жетістіктер бір зарядта 600 мильден астам жүруге қабілетті электрлік көлік (EV) прототиптерін жасауға әкелді. Бұл жетістіктер тұрақты күйдегі технологияның электрлік көліктердің өнімділігіне революциялық әсер ету потенциалын көрсетіп тұр. Осы жетістіктің негізінде энергия тығыздығы жоғары электролиттер тұр, олар компактты кеңістікте көбірек энергия сақтауға мүмкіндік береді, бұл ұзақ жүру ауқымы үшін маңызды. Дәстүрлі электрохимиялық жүйелермен салыстырғанда SSB-тер энергия сақтау мүмкіндіктерінде үлкен секіріс жасайды. Machín және т.б. (2024) зерттеуі SSB-тің аса жоғары энергия тығыздығы осындай көрнекті көрсеткіштерге қол жеткізу үшін маңызды екенін атап көрсетеді, сонымен қатар келесі ұрпақтың электрлік көліктерге өту процесінде тұрақты күйдегі аккумуляторлардың маңызы зор екенін дәлдеді.
KUKA-ның дәл лазерлік жинақтау саласындағы тәсілі тұрақты аккумуляторларды өндіру саласындағы негізгі жетістік болып табылады. Лазерлік технологияның ұсынатын дәлдігі тұрақты аккумулятор бөлшектерінің біркелкілігі мен сенімділігін арттырады, сонымен қатар жарамсыздықтар санын азайтады. Бұл материалдарды дәл лазерлік процесстер арқылы бекіту есебінен жүзеге асады, ол тұрақты аккумуляторлардың жалпы функционалдық мүмкіндіктерін арттырады. KUKA-ның лазерлік жинақтау әдістерін қолданатын салалардың ресімделген нәтижелері осы шешімдердің тиімділігін көрсетеді. Сонымен қатар, компаниялар KUKA-ның лазерлік технологиялар саласындағы жаңалықтары арқасында өндірістің үйлесімділігі мен тиімділігінің артқанын хабарлауда, соның нәтижесінде тұрақты аккумуляторларды автоматтандырылған өндірудің мүмкіндіктері де дамып келеді.
Құрғақ бөлме ортасы солидті-электролитті аккумуляторларды өндіру үшін аса маңызды, өйткені ол ылғалдың ластануын болдырмау үшін қажет, бұл материалдың сапасына кері әсер етуі мүмкін. Бұл орталықтандырылған орта материалдың жоғары сапасы мен компоненттердің сенімділігін қамтамасыз ету үшін ылғалдылық деңгейін сақтауға бағытталған. Солидті-электролитті аккумуляторларды жинау процесінде өте ұқыптылық қажет болғандықтан, осындай шарттар қажым-қажет. Нақты протоколдар құрғыштар мен тұрақты бақылау жүйелері сияқты алдыңғы технологияларды қолдануды қамтиды. Электрлік көлік секторындағы көшбасшылар осы технологияларды енгізіп, құрғақ бөлмелерді пайдалану нәтижелерінің тиімділігі мен қажеттілігін көрсетіп отыр. Осындай жағдайларды зерттеу құрғақ ортаның солидті-электролитті аккумуляторларды сенімді өндіру үшін қажетті материалдық талаптарды орындаудың негізгі шарты екенін көрсетеді.
Оксид электролиттеріндегі материалдың қаттылығы тұрақты батареялардың беріктігін арттыруда маңызды қиыншылық туғызады. Бұл электролиттер жоғары өткізгіштік қасиет көрсетсе де, жиі механикалық әлсіздіктерден зардап шегеді, олардың ұзақ уақыт пайдалану кезінде істен шығуына әкеліп соғады. Мұндай қаттылық аккумулятордың бүтіндігін электрлік көліктер (EV) сияқты жоғары жүктемелі орталарда ерекше қатер тудырады. Материалдар ғалымдарының айтуы бойынша, икемді қоспаларды енгізу немесе композитті электролиттерді дамыту осы қаттылықты болдырмауға көмектесуі мүмкін. Шынайы әлемдегі қолданбалардан алынған сала деректері осындай қатты қосылыстармен байланысты тревожные ақаулардың деңгейін көрсетеді, бұл тұрақты батарея технологияларында ұзақ мерзімді және сенімді жұмыс істеу үшін күшейтілген материалдардың қажеттілігін негіздейді.
Тұрақты және литий-ионды жүйелердің арасындағы құнын салыстыру маңызды айырмашылықтарды көрсетеді. Қазіргі уақытта тұрақты күйдегі батарея технологиялары материалдардың күрделі талаптары мен өндірістің күрделі процесстеріне байланысты қымбат тұрады. Материалдардың құны, дәл өндіріс және өндірудің қазіргі кездегі көлемі осы шығындарға әсер ететін факторлар болып табылады. Алайда, өндіру көлемі артқан сайын, бағалардың төмендеуі күтілуде. Нарықты талдау келесі онжылдықта құнның біртіндеп төмендеуін болжамдайды, бұл тұрақты күйдегі батареяларды литий-ионды аналогтармен бәсекеге қабілетті етіп жасайды. Автоматтандырылған жинау және материалдардың үлкен көлемде әкелу сияқты төмен құнды өндіру әдістеріне көшу тұрақты күйдегі шешімдердің экономикалық тиімділігін арттыруда маңызды рөл атқарады.
Тұрақты күйдегі батарея технологиясы энергия тығыздығы мен қауіпсіздік функцияларын арттыру арқылы электр көлігі (EV) өндіріс саласын түбегейлі өзгертуде. Тұрақты күйдегі батареялардың дәстүрлі литий-ионды батареялармен салыстырғандағы энергия тығыздығының артуы электр көліктерінің бір зарядта одан да алыс қашықтыққа жүріп өтуіне және ұзақ уақыт пайдалану мүмкіндігіне мүмкіндік береді. Бұл түбегейлі әсер ететін ықпал электр көлік секторында ерекше байқалады, онда мұндай батареялар көлік конструкцияларын тиімдірек және мықтырақ етіп жасауға ықпал етеді. Мысалы, олардың компактілі құрылымы көліктің салмағын азайтып, ішкі кеңістікті босатып, жалпы өнімділікті арттырады.
Тұрақты күйдегі батареялар электрлік көліктерді өндіруде қауіпсіздік стандарттарын да жақсартады, себебі олардың қатты электролиттері жылу басымдылығы мен жиынтықтан шығып қалу қаупін азайтады. Бұл ерекшеліктер электрлік көліктерді пайдаланушылар үшін ғана емес, сонымен қатар олардың тұрақтылығын арттырады. Сонымен қатар, статистикалық болжамдар электрлік көліктерді пайдалану көрсеткіштерінің осындай артықшылықтары бар батареялық технологиялар арқасында маңызды дәрежеде өсетінін көрсетеді. Нақты бағалар негізінде тұрақты күйдегі технологияларға ауысу келесі онжылдық ішінде электрлік көліктердің нарықта терең енуіне әкеліп соғуы мүмкін, сондықтан тұрақты көліктерді дамыту мақсаттарына қол жеткізуге болады.
Тұрақты күйдегі батареялар ауыр жағдайларда қолданылатын, мысалы, әуе-кеңістік пен мұнай және газ саласындағы жоғары температуралы өнеркәсіптік қосымшалар үшін бірнеше пайдалы қасиеттерге ие. Тұрақты күйдегі батареялардың дәстүрлі литий-ионды батареялармен салыстырғанда жоғарырақ жұмыс температурасын шыдай алу қабілеті жылуға төзімділіктің ең маңызды болып табылатын орталар үшін оларды идеалды нұсқаға айналдырады. Табиғатта тұрақтырақ болып келетін қатты электролиттерді қолдану арқылы бұл батареялар экстремалды жағдайларда да сенімді жұмыс істеуді қамтамасыз етеді.
Әртүрлі сұйықтық емес аккумуляторлардың жобалануы температураны төзімділікті арттыруын көрсетеді, сонымен қатар жоғары тиімділіктегі операцияларды жақсартуға болатын жұмыс артықшылықтарын ұсынады. Салалық сарапшылардың хабарламалары сұйықтық емес шешімдерге нақты ауысу туралы мәлімет береді, қатаң жағдайларда сенімді жұмыс істейтін аккумуляторлардың қажеттілігіне негізделген. Бұл бағыт салалық есептемелермен қолдау көрсетіледі, яғни күрделі және жоғары өнімділіктегі жобалар үшін сұйықтық емес технологияларды енгізу туралы айтылады. Барлау салалары осындай артықшылықтарды мойындаған сайын сұйықтық емес аккумуляторлар компаниялар үшін индустриялық технологияларды жаңарту мен арттырудың басым таңдауына айналып келеді.
Тәуелсіз құқық © 2024 Xpower Solution Technology Co., Ltd - Privacy policy