O maa Lithium ion e le "faia" malosi i le auala e mafaufau ai le toatele o tagata. O le mea latou te faia o le teuina o le eletise e ala i le toe faʻafoʻiina o le eletise eletise, ona faʻamalolo lea pe a manaʻomia e le matagaluega i fafo le taimi nei. O le fenumiai e uiga i lenei mea e sau tele i fonotaga mamanu, aemaise lava pe a taumafai se tasi e faʻateleina se pusa maa mo le taimi muamua.
E lua mea e tupu i le taimi o le faʻamalolo. Muamua, o ion lithium e alu ese mai le eletise leaga (anode) e ala i le electrolyte ma separator i le electrode lelei (cathode). Lona lua, e tafe mai electrons i fafo mai le anode i cathode, faia galuega aoga. I le taimi o le molia, e te fesuiaʻi le faagasologa e ala i le faʻaogaina o se voli fafo e faʻamalosia ai ion ma electrons e gaoioi i le isi itu.
O le voltage e gaosia e le sela e fa'alagolago atoa lava i mea eletise e te filifilia ma o latou malosi eletise. O se sela fou o lo'o nofo i luga o le fata e leai se uta o le a fa'aalia lona matala-voltage -e masani lava ile 3.6 i le 3.7V mo le tele o vaila'au lithium ion, e ui o lea numera e fealua'i solo e fa'atatau ile tulaga o le tau ma le vevela. O le taimi lava e te faʻafesoʻotaʻi ai se uta ma amata ona tusi le taimi nei, e pa'ū le voltage ona o le tetee i totonu. O le a le tele o le pa'u e ta'u atu ai ia te oe le tele o le soifua maloloina o le sela.
Cell Chemistry Fundamentals
O sela uma o le lithium ion e tutusa uma le mataupu faavae o galuega, ae o kemisi e eseese lautele. Ole mea o le cathode e tele lava ina fa'amauina uiga fa'atinoga o le sela-matele malosi, malosi gafatia, ola ta'amilosaga, mautu fa'amama, ma tau.
Layered oxide cathodes o le kemisi fa'apisinisi muamua. Na fa'afeiloa'i e Sony i latou i tua i le 1991 ma le LiCoO₂ (lithium cobalt oxide), lea o lo'o fa'aaogaina pea i mea fa'akomepiuta fa'atau e sili atu le taua o le malosi nai lo le tau po'o le saogalemu. O nei sela o loʻo faʻapipiʻiina pe tusa ma le 150-200 Wh/kg ile maualuga ole sela. E taugata Cobalt, ma o le kemisi e le mautu i luga ole 150 tikeri. Ua matou va'aia le taufetuli vevela e amata i le vevela e maualalo ifo i le 130 tikeri i sela fa'aleagaina.
O le ta'avale mo le saogalemu sili atu ma le tau maualalo na mafua ai le LiMn₂O₄ (lithium manganese oxide) i le ogatotonu -1990s. O le manganese e palapala taugofie ma o le fausaga o le spinel e sili atu ona mautu. O nei sela e le sola ese seiloga e te pasia le 250 tikeri masani. O le fefa'ataua'iga? E pa'ū le malosi ole malosi ile 100-120 Wh/kg, ma malepe le manganese ile electrolyte ile taimi, aemaise ile maualuga ole vevela. E mafatia le olaga ta'amilosaga-o lo'o e va'ai pe 300-700 ta'amilosaga a'o le'i pa'ū le malosi i lalo ole 80%.
LiFePO₄ (lithium iron phosphate) na faʻaalia ile 2001 ma suia ai le talanoaga saogalemu. O le fausaga o le olivine o le papa-malosi le vevela; e le tupu le sola i luga a'e o le 270 tikeri, ma e oo lava i lena taimi e itiiti le vevesi. E mata'ina le ola o le ta'amilosaga-2,000+ ta'amilosaga i le 80% le malosi o le tulaga masani, ma o nisi sela na fa'ata'ita'iina i tua atu o ta'amilosaga e 5,000. Ole pito i lalo ole voltage: na'o le 3.2V nominal, ma le malosi ole malosi e gata ile 90-120 Wh/kg. E le gata i lea, o le tulaga pateni phosphate sa leaga mo le tele o tausaga.
NMC (lithium nickel manganese cobalt oxide) ma le NCA (lithium nickel cobalt aluminium oxide) na tulaʻi mai o le "paleni" kemisi. E ala i le fa'afefiloi o nikeli, manganese, ma kobalt i fua eseese-mea masani o le NMC 111, 532, 622, ma le 811 lea e ta'u mai ai e fuainumera le mea uamea fa'atatau-e mafai ona e fa'aogaina le fa'atinoga. Ole mea maualuga ole nickel e una'ia ai le malosi ole malosi ile 200-250 Wh/kg ae ile tau ole fa'amama ma le taamilosaga ola. NMC 811 sela e mafai ona lavea le 250 Wh/kg ae manaʻomia le sili atu le faʻaeteete pulega vevela.
I le itu anode, graphite ua avea ma tulaga masani talu mai le aso muamua. Theoretical gafatia o le 372 mAh / g, ma sela faapisinisi e masani ona ausia 340-360 mAh / g. O le lithium e fesoʻotaʻi i le va o graphene layers i le taimi o le faʻatonuina, faʻalauteleina le voluma graphite e tusa ma le 10%. O lenei fa'avevesi fa'ainisinia e fesoasoani i le vaivai o le malosi i luga o le uila.
Silicon anodes ua avea ma "mea tele e sosoo ai" mo le tusa ma le sefululima tausaga i le taimi nei. Ole malosi fa'ata'ita'i ole Silicon e 4,200 mAh/g-sili atu i le fa'asefulu fa'apei le kalafi. O le fa'afitauli, o le silicon e fa'alauteleina i le 300% pe a fa'afefe le lithium. Ole mea lea e malepe ai le anode pe a uma ni nai taamilosaga. O faiga fa'aonaponei e fa'aogaina ai le kalasiko-kalafi fa'afefiloi ma mea fa'akolekone e masani lava i lalo ifo o le 10% e fa'atumauina ai le fa'alauteleina o le fa'aogaina. E ui lava i lea, o le ta'amilosaga muamua e le mafai ona toe fa'afo'isia e 15-25% i anodes o lo'o iai le silikoni ma le 5-10% mo le kalafi mama.
Fausia Cell ma Fauga
O sela fa'asili e masalo o mea ia e fa'atusalia e le to'atele o tagata pe a latou manatu o le "ma'a." O le faatulagaga 18650 (18mm le lautele, 65mm le umi) na avea ma soo se mea ina ua uma ona faʻataʻatia e le au gaosi komepiuta i luga o le amataga o le 2000s. Tesla taʻutaʻua faʻaaogaina le faitau afe o latou i le uluai Roadster. Ole malosi masani ole 18650 e 2,000-3,500mAh e fa'atatau ile kemisi ma pe e te fa'amalieina mo le malosi po'o le malosi.
O le 21700 fou fou (21mm × 70mm) lea na fausia faʻatasi e Tesla ma Panasonic e ofoina atu e uiga i le 50% sili atu le malosi i le cell-4,000-5,000 mAh ua taatele i le taimi nei. O le lapoa lapoa e fa'atuputeleina ai le fua faatatau o mea fa'agaoioi i vaega e le o fa'agaoioia (o le aoina o lo'o i ai nei, apa, masini saogalemu), fa'aleleia atili le malosi o le malosi i le tulaga fa'amau. O laina gaosiga e tatau ona toe faʻaleleia, o se vaega o le mafuaʻaga na fai ai sina taimi.
O sela Prismatic na sau mai le mana'oga o fale ta'avale mo le fa'aogaina lelei o avanoa. Nai lo le fa'atumuina o se atigipusa i fa'agogo ma tu'u uma na avanoa gaogao, e te faia sela fa'afa'afa'afa e fa'aputu lelei. O mea ta'avale -vaega prismatic sela e amata mai i le 20Ah i luga atu o le 100Ah le malosi. E faigofie ona fa'amama -fa'atonu mai le va'aiga fa'apipi'i talu ai e mafai ona e tu'u sa'o ipu malulu i itu mafolafola. O le itu leaga o au fuamoa uma o lo'o i totonu o ni ato itiiti-a fa'aletonu se tasi sela tele, e tele atu lou malosi e mou atu nai lo le leai o se sela fa'ata'oto e tasi.
O sela taga e ave atili ai le manatu lelei o le avanoa e ala i le faʻaumatia atoa o le uʻamea. O lo'o fa'amaufa'ailogaina le sela i totonu o se taga alumini fe'avea'i-laminate. E sefe ai pe tusa ma le 10-15% le mamafa pe a faatusatusa i le apa prismatic, ma o le faatulagaga e matua fetuutuunai-e mafai ona e faia i soo se lapo'a pe fa'atusa e mana'omia e le talosaga. E fiafia le au gaosi EV aua e mafai ona e fa'aputu sa'o i totonu o ipu malulu. Ole vaivaiga ole masini: latou te manaʻomia le faʻamalosi i fafo e puipuia ai le faʻaogaina o le eletise i le taimi o le uila, ma e sili atu ona faigofie ile faʻaleagaina.
Tekonolosi Separator
Ole separator e le fa'alogoina tele, ae e le taumateina ole vaega sili ona taua ole saogalemu. Ose mea manifinifi (16-25 μm masani) porous membrane e taofia ai le anode ma le cathode mai le pa'i a'o fa'ataga le lithium ions e ui atu. O ulua'i vavae'ese o le tasi-layer polyethylene (PE) po'o le polypropylene (PP).
O fa'aonaponei maualuluga -separators fa'atinoga e fa'aogaina ai fa'asologa fa'a tolu, e masani lava PP/PE/PP. O le lapisi PE o loʻo i ai se mea faʻafefeteina maualalo (135 tikeri) nai lo le PP (165 tikeri). Afai e amata le vevela o le sela, e liusuavai le PE ma faʻatumu i totonu o pores, tapuni le felauaiga ionic aʻo leʻi oʻo atu le vevela i tulaga mataʻutia. E ta'ua lea o le tapuni vevela, ma o lau laina mulimuli lea o le puipuiga a'o le'i sola ese.
E fa'aopoopoina se isi fa'alava saogalemu. O se pa'u manifinifi (2-4 μm) o le alumina po'o isi vaega sima i le tasi po'o itu uma e lua o le separator e fa'atumauina le sa'o o le fausaga tusa lava pe liusuavai le polymer. O le fa'alavalava e lava le pole e fa'aauau ai pea le felauaiga o ionic, ae e taofia ai le fa'aeletise mai le pu'upu'u-e o'o lava i le vevela i luga atu o le 150 tikeri. O le itu i lalo ole tau -ceramic{10}}separators coated separators run 2-3x the price of standard separators-ma teisi maualuga impedance.
Ole porosity e masani ona alu ile 40-50%. O le maualalo tele ma le ionic resistance e alu i luga, faʻatapulaʻaina le malosi o le mana. O le maualuga tele ma le malosi faʻainisinia e afaina. E taua foi le tufatufaina o pore; o le numera Gurley (su'esu'ega o le ea) o se fa'amatalaga masani. Ole tele ole va'aiga ole EV e fa'atatau ile 200-400 sekone/100cc.
Electrolyte Composition ma Additives
O le electrolyte i totonu o le lithium ion cell e sili atu ona faigata nai lo le mea e te mafaufau i ai. O le fa'avae fa'avae e masani lava o le masima lithium-LiPF₆ (lithium hexafluorophosphate) i le 95%+ o sela-fa'afefiloi i se fa'afefiloi o kapeneta fa'aola. O vaifofo masani e aofia ai le ethylene carbonate (EC), dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ma le ethyl methyl carbonate (EMC).
LiPF₆ fa'asa'o e masani lava ile 1.0 i le 1.2 M (molar). O le maualuga o le faʻatonuga e faʻaleleia ai le faʻaogaina o le ionic e oʻo atu i se tulaga, ae sili atu i le 1.3 M pe o lea e amata ai ona e maua le masima i le maualalo o le vevela. LiPF₆ e iai fa'afitauli-susū-ma'ale'ale ma amata ona pala i luga a'e o le 60 tikeri -ae o isi mea e pei o le LiBOB po'o le LiFSI e le'i suia lava ona o tau po'o isi fefa'ataua'iga.
O le fa'afefiloi carbonate solvent e fa'alogoina mo le fa'aoga. O le EC e maualuga le dielectric tumau ma lelei le SEI-mea fau, ae e malo i le 36 tikeri. E te mana'omia e fa'afefiloi ma carbonates la'ititi-viscosity pei o le DMC po'o le EMC e fa'amaualalo ai-le fa'atinoga o le vevela. O se faiga masani atonu o le EC:DMC 1:1 i le voluma, poʻo le EC:EMC 3:7. O fua fa'atatau tonu e fa'atatau ma puipuia lelei.
O mea fa'aopoopo o lo'o tupu ai le fa'ailoga kemisi moni. O mea eletise fa'aonaponei e iai le 2-5% le mamafa o mea fa'aopoopo eseese e fa'aleleia ai le fa'atupuina o le SEI, puipuia ai le soona totogi, taofiofia le fa'atupuina o kesi, po'o le fa'aleleia atili-o le vevela. Vinylene carbonate (VC) i le 1-2% e toetoe a lautele mo le faʻaleleia o le tulaga SEI i luga ole graphite anodes. E sili atu le aoga o le fluoroethylene carbonate (FEC) mo anodes o lo'o i ai le silikoni. O nei mea fa'afefiloi e sili ona fa'aitiitia i le taimi muamua o le ta'amilosaga o le fa'atonuga, e fai ai se vaega puipui i luga o le anode e fa'aoso iona ae fa'aeletoroni.
O mea fa'aopoopo e puipuia ai le soona totogi e pei o le biphenyl po'o le cyclohexylbenzene e amata fa'apolimerize ile 4.5V, ma fa'atupuina ai se fa'alotoifale e taofia ai le malosi mai le a'e atili. E maua ai e oe se puipuiga pe a le manuia le BMS, e ui o le faalagolago i ai e mautinoa lava e le o se mamanu sili ona lelei.
Malosi Electrolyte Interface Formation
O le SEI atonu e sili ona itiiti le malamalama ae sili ona taua o le faʻaogaina o le lithium ion battery. I le taimi muamua o le ta'amilosaga o le tau, o vaega eletise e tali atu i luga o le anode, ma fausia ai se fa'aoga pasi. O lenei vaega e taua tele: e tatau ona fa'aoso fa'aioni (e fa'ataga ai ion lithium) ae fa'a'ese'ese fa'aeletoroni (ia puipuia atili ai le fa'aleagaina o le eletise). O le tuufaatasiga o le SEI o se gaogao-tele o masima lithium, mea fa'aletino, ma polymers ua fa'afefiloi uma i se vaega 10-100 nm mafiafia.
O le faia lelei o le SEI o le eseesega lea i le va o se sela e taamilo i le 500 taimi ma le sela e taamilo i le 3,000 taimi. O le fa'afitauli o le SEI e le tumau. E ta'e i le taimi o suiga o le voluma i totonu o le anode, faʻaalia ai le mea fou e faʻaaogaina ai le eletise ma le lithium e toe faʻaleleia ai mea leaga. O le mafuaaga lea e mou atu ai le malosi i luga o le uila e tusa lava pe e te agamalu i le sela.
O le fa'atulagaina o uila ose la'asaga taua o le gaosiga. E fa'asolosolo lemu se tasi pe sili atu fo'i sela -fa'ave'esea i le vevela fa'atonutonu e fa'avae ai le SEI muamua. O fa'atonuga o le fa'atulagaina e fa'apitoa, ae o fua fa'atatau o le ta'amilosaga muamua -o le C/20 i le C/10, ma e 24-48 itula e alu ai. E fa'amanino e le au gaosi mea fa'atapula'a o le voluma, vevela, taimi malolo, ma fa'asologa o uila e maua ai le SEI sili ona mautu e mafai. O le sese o lenei mea e alu ai lou ta'amilosaga o le olaga.
Ua matua'i le kalena-o le leiloa o le malosi e tusa lava pe na'o le saofai iina-e tele lava ose mea mata'utia SEI. O lo'o fa'aauau pea le fa'atupula'ia o le SEI i le ta'amilosaga matala, fa'aaogaina le lithium e mafai ona ta'avale. O le teuina i le tulaga maualuga o le tau ma le maualuga o le vevela e faʻavaveina ai lenei mea. O se sela e teuina i le 100% SOC ma le 60 tikeri e ono leiloa le 20% gafatia i le tausaga, ae o le sela lava e tasi i le 50% SOC ma le 25 tikeri e ono leiloa le 3%.
Totogiina o Polokalama ma le Puleaina o Maa
O sela Lithium ion e ma'ale'ale i le tele o le tau, ova-fa'ave'esea, ma le tauina i le vevela e le talafeagai. O le mea lea e mana'omia ai e le tele-pa'a ma'a se BMS (faiga e pulea ma'a).
O le auala masani o le fa'atonuina o le eletise o lo'o i ai pea/mau pea (CC-CV). I le vaega o le CC, e te tuleia le taimi nei i totonu o le sela i se fua fa'amau-e masani lava 0.5C i le 1C mo le tele o sela, e ui o nisi sela maualuga-e mafai ona fa'aogaina le 3C pe sili atu. E si'i a'e le voluma a'o tau le sela. A o'o le voli i le tapula'a pito i luga (4.2V mo le tele o kemisi, 3.65V mo LFP, 4.3V po'o le 4.35V mo nisi tulaga maualuga-malosi NMC), e te sui i le CV mode. E pa'u le taimi nei a'o aga'i atu le sela i le toto atoa, e masani ona motusia pe a pa'ū le taimi nei i lalo ole C/20 po'o le C/50.
E sili atu ona lavelave le fa'asala vave. O le maualuga o le tau e fa'avaveina ai le fa'apalapala lithium i luga o le anode, lea e mata'utia-metallic lithium e matua fa'agaoioia ma e mafai ona o'o atu ai i totonu pu'upu'u po'o le dendrite fa'avae e ati i totonu o le separator. Ina ia vave-saogalemu le totogi, e tatau ona e malamalama pe fa'afefea ona fegalegaleai le voli, le taimi nei, ma le vevela ma tulaga e amata ai le fa'apipi'i lithium.
O le fa'afitauli e le mafai ona e fuaina sa'o le fa'apipi'i lithium i totonu o se potu fa'amaufa'ailoga. E tatau ona e faʻamaonia mai isi faʻailoga. O se tasi o auala o le siakiina o le anode e mafai ona faʻatusatusa i le lithium metal reference. Afai e alu ifo le malosi ole anode i lalo ole 0V fa'asaga i le Li/Li⁺, o lo'o tupu le fa'apalapala. O le fa'afitauli, o le tele o sela fa'atau pisinisi e leai ni fa'ailoga eletise.
E taua fo'i le si'itia o le vevela i le taimi o le fa'avave vave. O se sela e molia i le 2C e ono iloa ai lona vevela i totonu e si'itia i le 15-20tikeri i luga a'e o le si'osi'omaga e o'o lava i le maalili malosi. I le malulu o le vevela, o le mea moni e fesoasoani tele-se sela malulu (fai mai -10tikeri) e leaga tele le malosi o le eletise, ae afai e mafai ona e fa'amafanafanaina e ala i le tauina i tau feololo (0.5C), e fa'alelei le fa'atinoga. O nisi o EV e faia ma le fa'amoemoeina: i le malulu o le tau, latou te fa'aosoina se pusi pu'upu'u maualuga maualuga e fa'amafanafana ai le maa a'o le'i mana'omia e le aveta'avale le malosi maualuga mo le fa'avavevave.
E mana'omia le paleni o sela ona o sela i le faasologa e le mafai ona fetaui lelei. O le fa'apalepale o le gaosiga, o nai eseesega la'ititi i -teuga o le fa'amama, ma fa'alili fa'amama i luga o le pusa e mafua ai le fe'avea'i o le voluma. Afai e te molia se manoa fa'asologa e aunoa ma le faapaleniina, o nisi sela e lavea i le pito i luga o le voli i luma o isi. O sela malolosi e le totogia, o sela vaivai e soona totogi, ma faaletonu le faatinoga.
Fa'apaleni passive e fa'aoga ai mea e tete'e e fa'atoto ai le malosi mai sela maualuga-voltage. E faigofie ma taugofie ae maimau le malosi e pei o le vevela. E fa'aogaina e le paleni fa'agaoioi le DC-DC converters po'o capacitors e fa'aliliu ai le malosi mai sela maualuluga i sela maualalo. E sili atu ona lelei, sili atu ona lavelave, sili atu ona taugata. Mo le 400V EV pack, passive paleni e mafai ona faʻaumatia le 50-100W faʻaauau, lea e faʻatauvaʻa pe a faʻatusatusa i le malosi o le avetaavale ae faʻaopoopo i luga o le taimi.
Manatuga Pulea vevela
O le fa'atupuina o le vevela i totonu o le lithium ion cell e sau mai ni fa'apogai se tolu: vevela e le mafai ona toe fa'afo'isia (Joule fa'avevela mai le tete'e i totonu), vevela toe fa'afo'i (suiga entropy o le tali eletise), ma le vevela mai le itu. I le maualalo i le tau feololo C-, e pule malosi le vevela. I le maualuga o le C-, o le vevela e le mafai ona suia.
O le fa'aliliuina o le vevela e manaia ona e suia fa'ailoga e fa'atatau i le SOC. Mo le tele o kemisi lithium ion, o le molia e maua ai le vevela ile SOC maualalo ae mitiia le vevela ile SOC maualuga. E fa'afeagai le tu'ua. Ole fa'asagaga ole va ole 50-60% SOC masani. O le mea lea e mafai ai ona e va'aia le pa'ū moni o le vevela o le sela i le vaega mulimuli o le fa'atonuina pe afai e maualalo le taimi nei.
Tete'e i totonu e eseese ma le vevela, SOC, ma le matua. I le 25 tikeri, o se sela fou 18650 atonu e 40-60 miliohms DC tete'e. I le -20 tikeri, e mafai ona oso i le 200-300 milliohms. O le mea lea ua matua pa'u'u tele ai le va'aiga EV o le tau malulu. E le gata e fa'agesegese le kemisi i le maualalo o le vevela, ae o le fa'atupuina o le tete'e i totonu o lona uiga o le tele o le malosi o le ma'a e fa'aumatia pe a vevela i totonu o le sela.
E fa'alagolago ile kemisi ole fa'amama fa'amama. Mo sela NMC, exothermic decomposition tali amata ile 180-220 tikeri. A amata loa, e mafai ona siitia le vevela ile 10-50 tikeri ile sekone, e oʻo ile 800 tikeri pe maualuga. LFP e sili atu le saogalemu; O le amataga o le sola ese o le vevela e 270 tikeri + ma le maualuga o le vevela e oʻo i lalo.
O le faʻasalalauina i le va o sela i totonu o se pusa o le lamatiaga moni. Afai e alu atu le sela e tasi i le vevela, e faamafanafanaina ai ona tuaoi. Pe sola ese fo'i sela tuaoi e fa'alagolago i le mafai ona mālūlūina, va o sela, ma le fa'amama. UL 9540A fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iina lea e ala i le fa'amalosia o le tasi sela i le fa'amama fa'amama ma mata'itū pe mulimuli atu sela pito i tua. O le mamanu lelei o pusa o loʻo i ai le toilalo i le tasi sela poʻo le tele o se tamai module.
E eseese auala fa'amalieina. O le mālūlū o le ea e sili ona faigofie-a'a le ea i luga o sela po'o pusa. E lelei mo talosaga e maualalo le malosi e pei o PHEV po'o faiga e teu ai le malosi. E mana'omia le faamalūina o le sua mo EV maualuga-fa'atinoga. O le tele o mamanu e fa'aogaina ai le 50:50 vai-glycol mix i le 10-25 lita i le minute e ala i ipu malulu po'o ala malulu. E masani ona pulea le vevela ile 20-35 tikeri. E tatau ona tumau i lalo ole 5 tikeri le maualuga ile min ole pusa maa ina ia aloese mai le faatelevaveina ole matua ole sela vevela.
O nisi o fa'ata'ita'iga fa'ata'ita'iga e fa'aogaina ai le fa'aaisa, fa'amālūlū fa'atofu i le sua fa'a-dielectric, po'o mea -suia mea. O le fa'a'a'a'alili e mafai ona toso mai ai le tele o le vevela ae mana'omia se faiga fa'alavelave AC. O le fa'amalieina fa'atofu e lelei tele le fa'afefe o le vevela (500-2,000 W/m²K fa'asaga i le 50-150 W/m²K mo le fa'amalieina le sa'o o le vai) ae o le fa'amaufa'ailogaina ma le fetaui lelei o vai o lu'itau. O PCM e galue lemu ae manaʻomia le teenaina o le vevela i se taimi mulimuli ane, o lea latou te fesoasoani tele i le faʻamafanafanaga le tumau i le taimi o le faʻavave vave poʻo le faʻavavevave malosi.
Faiga Fa'aletonu ma Fa'aletonu
O le malosi e mou atu ma le tuputupu aʻe o le faʻalavelave o auala autu ia e lua e faʻaleagaina. E mafua mai i le tele o fa'agasologa fa'aletino ma vaila'au e tutupu fa'atasi.
I le itu o le anode, o le tuputupu aʻe o le SEI e faʻaaogaina le lithium ma le eletise eletise, faʻateleina le tetee. E mafai ona tupu le fa'aliga o le kalafi pe afai e tau le sela i le vevela maualalo-papalati lithium i luga o le kalafi nai lo le fa'afefeteina, ma a o'o ina fa'alava, e malepe ai le fausaga o le kalafi. E masani ona le mafai ona toe fa'afo'i. O le fa'apalapala o mea fa'apipi'i i le vevela maualuga e mafua ai le leiloa o feso'ota'iga eletise i le va o vaega.
O le fa'aleagaina o le Cathode e aofia ai le fa'amavaeina o u'amea (aemaise lava le manganese i le LMO po'o le manganese-o lo'o i ai le NMC), suiga fa'avae mai le fa'aofiina/ave'ese faifaipea o le lithium, ma le toe fa'aleleia o luga i-katodes nickel maualuga. O u'amea fe'avea'i fa'afefete e femalaga'i i le anode lea latou te fa'atupuina ai le tuputupu a'e o le SEI, o le fa'aleagaina o le cathode e fa'avavevave ai le fa'aleagaina o le anode.
O le fa'aleagaina o le eletise ma le fa'atupuina o kesi o ni fa'afitauli sili atu i le maualuga o voltage ma le maualuga o le vevela. O kasa masani e aofia ai le CO₂, CO, ma vai kaponi eseese mai le fa'apalapala o le carbonate. I totonu o sela taga, e te va'aia le fulafula o le taga. I totonu o sela po'o sela prismatic ma mea faigata, e fa'atupuina le mamafa se'ia matala le sao o le saogalemu (e masani lava ile 10-15 pa).
O le leiloa o le lithium inventory o se faiga sili ona mou atu. Soo se taimi lava e tupu a'e ai le SEI po'o ipu lithium e le mafai ona toe fa'afo'isia i luga ole anode, e ave'ese nisi lithium mai le vaita'ele ole lithium e mafai ona ta'avale. E iu lava ina e uma ma pa'u le gafatia.
E mafai ona tupu fa'afuase'i fa'aletonu mai pupuu totonu. O le tele o pupuu e amata la'ititi-se fasi u'amea la'ititi e tu'i ai le sepa, pe tupu a'e se lithium dendrite. O le puʻupuʻu e fatuina ai se nofoaga vevela, lea e faʻavaveina ai le faʻaleagaina i le lotoifale, lea e faʻaleagaina ai le puʻupuʻu, ma e te maua ai se faʻaaliga lelei. O nisi taimi e malolo ai le sela lava ia-pe afai e liusuavai le pu'upu'u lava ia matala. O isi taimi e alualu i luma i le vevela.
O su'ega fa'ao'o i fao (fa'amalosi se fao u'amea i totonu o se sela ua molia) o se su'ega fa'atautala masani. O sela LFP e masani lava ona le alu i totonu o le vevela mai le fao. O sela NMC e masani ona fai, e ui o mamanu e sili atu le vavaeeseina ma le maualalo o le malosi patino e mafai ona pasia i nisi taimi.
Ata 5 o lo'o fa'amauina ai le malosi ma le numera o le ta'amilosaga mo le tele o vaila'au i lalo ole tulaga tau uila (1C totogi/tu'u, 25 tikeri, 100% DOD).
Tulaga o Totogi ma le Tulaga o le Soifua Maloloina
E le mafai ona e fua sa'o le tele o le malosi o lo'o i totonu ole sela lithium ion. E tatau ona e faʻatusatusaina mai isi fua: voltage, current, ma le vevela.
Ole faiga fa'atatau ole SOC e fa'avae -volt. O kemisi ta'itasi e iai lona uiga matala -volta fa'asaga i le pi'o SOC. Fua le voluma pe a uma ona malolo le sela mo sina taimi (ina ia pa'u le voluma le tumau mai le pala i totonu), su'e i luga o le OCV curve, ma e te iloa SOC. Fa'afitauli, e seasea maua se taimi mo le sela e malolo ai i talosaga moni.
Coulomb faitau o le auala masani. E te tu'ufa'atasia le taimi nei i le taimi e siaki ai le tau i totonu ma fafo. Afai e te amata i se SOC ua iloa, e mafai ona e fa'atatau le SOC fou i so'o se taimi. O le sa'o e fa'alagolago i lau fa'alogo nei (± 0.5% e masani) ma le iloa o le gafatia moni. O mea sese e faʻaputuina i le taimi, o lea e manaʻomia ai ona e toe faʻavasegaina i lea taimi ma lea taimi e ala i le faia o se taʻamilosaga atoa poʻo le lafoaia.
Fa'ata'ita'iga-o metotia fa'avae e fa'aoga ai se fa'ata'ita'iga fa'aa'ai tutusa po'o se fa'ata'ita'iga fa'aeletise o le sela. E te fuaina le laina eletise ma le taimi nei, faʻataʻitaʻiina i lau faʻataʻitaʻiga, ma aveese mai totonu setete e aofia ai le SOC. Fa'alautele Kalman filiga po'o tagata mata'ituina tulaga tutusa e taatele. O nei auala e mafai ona matua sa'o (± 2% SOC sese) ae mana'omia ni fa'ata'ita'iga lelei ma mea taua fa'akomepiuta.
E sili atu ona faigata le fua faatatau a le SOH ona o loʻo e taumafai e faʻatusatusa le faʻaleagaina, lea e telegese ma faasolosolo malie. E mou atu le malosi ma le tuputupu a'e o le fa'alavelave e le'o fa'atasi fa'atasi le tasi ma le isi po'o le numera o le taamilosaga. O se sela ua vave tele-fa'amuina e ono maualuga le fa'alavelave ae na'o le feololo le malosi e mou atu. O se sela o lo'o teuina i le maualuga SOC/vevela e mafai ona fa'aitiitia le malosi ae fa'aitiitia le fa'atupuina o le fa'alavelave.
O faiga fa'ainisinia o le fa'auigaina lea o le SOH e fa'atatau i le gafatia: o le sela i le 80% o lona malosi muamua o lo'o i le 80% SOH, ma e masani ona fa'apea o le mutaaga lea-o le-ola mo fa'aoga EV. O loʻo galue pea le sela, ae ua paʻu i lalo le 20%. Mo le fa'aogaina o le malosi, e mafai ona fa'aogaina sela i lalo i le 60-70% SOH.
O nisi BMSs e faia su'esu'ega fa'avaitaimi -tu'u atoa le ma'a i le saoasaoa maualalo ma fua le tele o le malosi e sau. E sa'o ae fa'alavelave (e le maua le ma'a i le taimi o le su'ega) ma e umi itula. O isi auala e taumafai e fa'atatau le gafatia e le tuusa'o mai le fa'aogaina o le voltage, fua fa'alavelave, po'o le lelei o le coulombic.
E mafai ona fuaina le tete'e i totonu e ala i le fa'aogaina o le pulupulu o lo'o i ai nei ma le fuaina o le voluma tali, po'o le tuiina o se fa'ailoga la'ititi AC i ala eseese (electrochemical impedance spectroscopy). E tu'uina mai e le EIS le tele o fa'amatalaga ae mana'omia ni meafaigaluega fa'apitoa e seasea maua i BMS fa'apisinisi.
Lua-Talosaga o le Olaga ma le toe fa'aaogaina
A o'o loa le ma'a EV-o-o le ola (e masani lava 70-80% o le malosi muamua), o lo'o fa'aoga lelei lava mo fa'aoga fa'aletonu. O le fa'aogaina o le maa lona lua o le ola o lo'o maua ai le malosi mo le teuina o le malosi.
O mea tau tamaoaiga e fai togafiti. E tatau ona e su'eina le pusa ua litaea, e mafai ona toe gaosia (sui le BMS, faiga fa'amafanafana, po'o mea fa'aleagaina), fa'amaonia mo le talosaga fou, ma tu'uina atu se tusi saisai. O nei mea uma e alu ai tupe. Mo le olaga lona lua-e talafeagai, o le pusa ua toe fa'afouina e mana'omia e matua itiiti ifo le tau nai lo se pusa fou ua fuafuaina mo le fa'aoga tumau. E malepe tau e tusa lava pe itiiti ifo i le 40-50% le tau o le fa'afou fou, e fa'atatau i au'ili'iliga e te talitonu i ai.
O le su'eina o sela ua litaea e le-e faatauvaa. Atonu e iai i se module le faitau selau o sela i fa'asologa-fa'atasi. E le faigofie ona e su'eina ta'ito'atasi. E mafai ona e su'eina le module o se iunite, ae tasi le sela leaga e mafai ona ufiufi ia lava. O nisi faiga fa'aleagaina e faigata ona iloa e aunoa ma ni su'ega fa'aleagaina. E iai fo'i le fesili o le noataga: afai e mu le maa lona lua-, o ai e nafa?
O le toe fa'aaogaina o le pito sili lea-o-ala o le olaga. O lo'o toe fa'aaogaina le tele-i le taimi nei e fa'aogaina ai le pyrometallurgy (fa'ameamea) po'o le hydrometallurgy (vai fa'a'ave'au). E faigofie atu le Pyrometallurgy ae itiiti le filifilia-e te maua ai u'amea fefiloi e mana'omia le toe fa'amamaina. E mafai e le Hydrometallurgy ona toe maua mai metala ta'ito'atasi ile mama maualuga ae mana'omia nisi la'asaga ma fa'atupu otaota vaila'au.
O le tamaoaiga o le toe faʻaaogaina e faʻalagolago tele i tau uʻamea. E taua tele le Cobalt (e tusa ma le $30-40/kg i le tala faasolopito, e ui lava ina felafoa'i tau), o lea la o le toe fa'aaogaina o kemisi -o'a e aoga tele i le tamaoaiga. E aoga le toe fa'aaogaina o nikeli ile fua. O le manganese, u'amea, ma le alumini o u'amea maualalo-taua, o lea e talafeagai lelei le toe fa'aaogāina e taofia ai i fafo mai le fa'afu. E manaia le Lithium-e le taua tele i le kilokalama, ae o le faʻatapulaʻaina o sapalai e faʻaalia ai le toe faʻaleleia.
O le toe fa'aaogaina sa'o-o le fa'amavaeina o le ma'a ma le toe fa'aogaina sa'o o le cathode po'o le anode e aunoa ma le talepeina i lalo masima u'amea-ose nofoaga su'esu'e vevela. Afai e mafai ona e toe maua mai le pauta o le cathode i se faiga e mafai ona fa'aaogaina, e te fa'asaoina le malosi ma le tau o le fa'aogaina o le cathode. O lu'itau e aofia ai le tuueseeseina o mea aoga mai le aoina o le taimi nei ma fusifusia, ma le feagai ai ma le mea moni o mea toe faʻaaogaina o se faʻafefiloi o sela mai gaosiga eseese, tausaga, ma kemisi.
