ആഗോള ഊർജ്ജ ഘടനയുടെ തുടർച്ചയായ ക്രമീകരണവും പുനരുപയോഗ ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനവും,ഊർജ്ജ സംഭരണംസാങ്കേതികവിദ്യ ക്രമേണ ഊർജ്ജ പരിവർത്തനത്തിനും ഭാവിയിലെ സാമ്പത്തിക വികസനത്തിനും ഒരു പ്രധാന പിന്തുണയായി മാറുന്നു.
എനർജി സ്റ്റോറേജ് ബാറ്ററി ടെക്നോളജിയുടെ ആമുഖം
▲ഊർജ്ജ പരിവർത്തനം, സംഭരണം, വിനിയോഗം
▲എനർജി സ്റ്റോറേജ് ടെക്നോളജികളുടെ വർഗ്ഗീകരണവും പ്രയോഗവും
▲എനർജി സ്റ്റോറേജ് ബാറ്ററികളുടെ അവലോകനം
▲ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററികളുടെ പ്രവർത്തന തത്വവും ഘടനയും
▲ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററികളുടെ പ്രകടന സൂചകങ്ങളും അനുബന്ധ പദങ്ങളും
ഊർജ്ജം ലോകത്തെ നയിക്കുന്ന അടിസ്ഥാന ശക്തിയാണ്, വികസനത്തിനായി മനുഷ്യ സമൂഹം ആശ്രയിക്കുന്ന ഒരു പ്രധാന വിഭവമാണ്. തീയുടെ പ്രാരംഭ ഉപയോഗം മുതൽ ഇന്നത്തെ വൈദ്യുതി വരെ, ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ വികസനവും ഉപയോഗവും നാഗരികതയുടെ പുരോഗതിയെ മുന്നോട്ട് നയിക്കുകയും നമ്മുടെ നിലവിലെ സാമൂഹിക ഘടനയെ രൂപപ്പെടുത്തുകയും ചെയ്തു.
ആഗോള ഊർജ ആവശ്യകതയുടെ തുടർച്ചയായ വളർച്ചയും പുനരുപയോഗിക്കാവുന്ന ഊർജ്ജത്തിൻ്റെ ദ്രുതഗതിയിലുള്ള വികസനവും, ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യ ഉയർന്നുവരുകയും ഊർജ്ജ മേഖലയുടെ നിർണായക സ്തംഭമായി മാറുകയും ചെയ്തു. എനർജി സ്റ്റോറേജ് ബാറ്ററികൾക്ക് കാറ്റ്, സൗരോർജ്ജം തുടങ്ങിയ ഇടയ്ക്കിടെയുള്ള ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ ഫലപ്രദമായി സംഭരിക്കാനും ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഡിമാൻഡ് സമയങ്ങളിൽ അവ പുറത്തുവിടാനും വൈദ്യുതി വിതരണത്തിൻ്റെ സ്ഥിരത ഉറപ്പാക്കാനും കഴിയും. ഈ സാങ്കേതികവിദ്യ പരമ്പരാഗത ഫോസിൽ ഇന്ധനങ്ങളെ ആശ്രയിക്കുന്നത് കുറയ്ക്കുക മാത്രമല്ല, കുറഞ്ഞ-കാർബണും സുസ്ഥിര ഊർജ സംവിധാനങ്ങളും കൈവരിക്കുന്നതിനുള്ള പ്രധാന ഗ്യാരണ്ടിയും നൽകുന്നു.
പരമ്പരാഗത ലെഡ്{0}}ആസിഡ് ബാറ്ററികളിൽ നിന്ന് ആധുനിക ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളിലേക്കും തുടർന്ന് ഉയർന്നുവരുന്ന സോളിഡ്-സ്റ്റേറ്റ് ബാറ്ററികളിലേക്കും സോഡിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലേക്കും ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ വികസനം, സാങ്കേതിക തടസ്സങ്ങളെ നിരന്തരം ഭേദിച്ചുകൊണ്ടിരിക്കുകയാണ്. ഊർജ്ജ സാന്ദ്രത മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിലൂടെയും ആയുസ്സ് വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയും സുരക്ഷ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നതിലൂടെയും ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററികൾ ഗാർഹിക ഊർജ്ജ സംഭരണം, ഗതാഗതം, ഗ്രിഡ് നിയന്ത്രണം തുടങ്ങിയ മേഖലകളിൽ വിപുലമായ പ്രയോഗ സാധ്യതകൾ കാണിക്കുന്നു. ഊർജ്ജ സംഭരണ ബാറ്ററി സാങ്കേതികവിദ്യ നിലവിലെ ഊർജ്ജ ഘടനയുടെ പരിവർത്തനത്തിന് മാത്രമല്ല, ഭാവിയിലെ സ്മാർട്ട് ഗ്രിഡുകളുടെയും വിതരണ ഊർജ്ജ സംവിധാനങ്ങളുടെയും കാതൽ കൂടിയാണ് എന്ന് പറയാം.
ലിഥിയം-അധിഷ്ഠിത ബാറ്ററി ഊർജ്ജ സംഭരണ സാങ്കേതികവിദ്യ
▲ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ ഘടനയും പ്രവർത്തന തത്വവും
▲ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ
▲ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി ആനോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ
▲ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി ഇലക്ട്രോലൈറ്റ്
▲ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ രൂപകൽപ്പനയും നിർമ്മാണവും
1970-ൽ, ExxonMobil-ലെ MS വിറ്റിംഗ്ഹാം ആദ്യത്തെ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററി സൃഷ്ടിച്ചു. പോസിറ്റീവ്, നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡുകളായി അദ്ദേഹം ടൈറ്റാനിയം ഡൈസൾഫൈഡും മെറ്റാലിക് ലിഥിയവും ഉപയോഗിച്ചു. ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും ഡിസ്ചാർജ് ചെയ്യുമ്പോഴും, മെറ്റാലിക് ലിഥിയം നെഗറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൽ തുടർച്ചയായി ഉപഭോഗം ചെയ്യുകയും ഉത്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്നു, അതേസമയം ടൈറ്റാനിയം ഡൈസൾഫൈഡ് പോസിറ്റീവ് ഇലക്ട്രോഡിൽ ലിഥിയം അയോണുകളെ തുടർച്ചയായി ഉൾപ്പെടുത്തുകയും വേർതിരിച്ചെടുക്കുകയും ചെയ്യുന്നു. ഈ രണ്ട് പ്രക്രിയകളും ബാറ്ററിയുടെ ആയുസ്സ് മുഴുവൻ റിവേഴ്സിബിൾ ആണ്, അങ്ങനെ 2V വോൾട്ടേജുള്ള ഒരു ദ്വിതീയ ലിഥിയം{7}}അയൺ ബാറ്ററി രൂപപ്പെടുന്നു. 1982-ൽ ഇല്ലിനോയിസ് ഇൻസ്റ്റിറ്റ്യൂട്ട് ഓഫ് ടെക്നോളജിയിലെ RR അഗർവാളും JR സെൽമാനും ലിഥിയം അയോണുകൾക്ക് ഗ്രാഫൈറ്റിലേക്ക് സംയോജിപ്പിക്കാനുള്ള കഴിവുണ്ടെന്ന് കണ്ടെത്തി. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ ഗവേഷണം, വികസനം, പരിണാമം എന്നിവയുടെ ഒരു പ്രക്രിയയ്ക്ക് വിധേയമായിട്ടുണ്ട്. അവരുടെ മികച്ചതും സൗകര്യപ്രദവുമായ പ്രകടനത്തോടെ, മൊബൈൽ ഫോണുകളും ടാബ്ലെറ്റുകളും പോലുള്ള 3C ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ മുതൽ ഇലക്ട്രിക് വാഹനങ്ങൾ പോലെയുള്ള ഊർജ്ജ ഊർജ്ജ മേഖലകൾ, ഫോട്ടോവോൾട്ടെയ്ക്സ്, കാറ്റ് പവർ തുടങ്ങിയ വലിയ{19}}ഊർജ്ജ സംഭരണ ഫീൽഡുകൾ വരെ വിവിധ മേഖലകളിലേക്ക് അവർ കൂടുതലായി കടന്നുകയറുന്നു, ഇത് സാമൂഹിക ജീവിതത്തെ സാരമായി ബാധിക്കുന്നു.
എന്താണ് ബാറ്ററി?
▲ബാറ്ററി വികസന ചരിത്രം
▲ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലേക്കുള്ള ആമുഖം
▲ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ സവിശേഷതകൾ
▲ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളിലെ പ്രധാന വസ്തുക്കൾ
ബാറ്ററി എന്നത് ഒരു തരം ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സാണ്. ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകളെ പൊതുവെ ഭൌതിക ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ, രാസ ഊർജ്ജ സ്രോതസ്സുകൾ എന്നിങ്ങനെ തിരിച്ചിരിക്കുന്നു. ഫിസിക്കൽ പവർ സ്രോതസ്സുകളിൽ സൗരോർജ്ജം ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ, തെർമോ ഇലക്ട്രിക് പവർ ജനറേറ്ററുകൾ, താപ, ജലവൈദ്യുത ജനറേറ്ററുകൾ തുടങ്ങിയവ ഉൾപ്പെടുന്നു. കെമിക്കൽ പവർ സ്രോതസ്സുകൾ എന്നത് രാസ ഊർജ്ജത്തെ നേരിട്ട് വൈദ്യുതോർജ്ജമാക്കി മാറ്റാൻ കഴിയുന്ന വൈദ്യുതോർജ്ജ ഉപകരണങ്ങളെയാണ് സൂചിപ്പിക്കുന്നത്, അതായത്, പൊതു അർത്ഥത്തിൽ കെമിക്കൽ ബാറ്ററികൾ, അല്ലെങ്കിൽ ബാറ്ററികൾ.
ബാറ്ററി സംവിധാനങ്ങൾ നാല് തലമുറകളിലൂടെ വികസിച്ചു: ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികൾ, നിക്കൽ{1}}കാഡ്മിയം ബാറ്ററികൾ, നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററികൾ, ലിഥിയം{3}}അയൺ ബാറ്ററികൾ. ബാറ്ററി പെർഫോമൻസ് തുടർച്ചയായി മെച്ചപ്പെട്ടു, ബാറ്ററി സംവിധാനങ്ങളെക്കുറിച്ചുള്ള മനുഷ്യ ധാരണ കൂടുതൽ ആഴത്തിലുള്ളതാണ്. നിലവിൽ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾ ഏറ്റവും കാര്യക്ഷമവും ഊർജ്ജ{7}}കാര്യക്ഷമവുമായ റീചാർജ് ചെയ്യാവുന്ന ബാറ്ററി സംവിധാനമാണ്, മനുഷ്യ ബാറ്ററി ഗവേഷണത്തിൻ്റെയും സാങ്കേതികവിദ്യയുടെയും ഉയർന്ന തലത്തെ പ്രതിനിധീകരിക്കുന്നു.
ലിഥിയം അയൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ ഗവേഷണ വികസന ചരിത്രം
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ വികസന ചരിത്രം
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റിൻ്റെ പേറ്റൻ്റ് സാഹചര്യം
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ഘടനാപരവും പ്രകടനപരവുമായ പഠനങ്ങൾ
ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികളിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഒരു കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലാണ് ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് (LiFeP, LFP, ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് അല്ലെങ്കിൽ ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് എന്നും അറിയപ്പെടുന്നു). കോബാൾട്ട്, നിക്കൽ തുടങ്ങിയ വിലയേറിയ മൂലകങ്ങളുടെ അഭാവം, കുറഞ്ഞ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ വില, ഭൂമിയുടെ പുറംതോടിലെ ഫോസ്ഫറസ്, ലിഥിയം, ഇരുമ്പ് എന്നിവയുടെ സമൃദ്ധി, പ്രതിവർഷം ഒരു ദശലക്ഷം ടണ്ണിലധികം വിപണി ആവശ്യകത നിറവേറ്റാൻ കഴിയുന്നതാണ് ഇതിൻ്റെ സവിശേഷത. ഒരു കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ എന്ന നിലയിൽ, ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റിന് മിതമായ പ്രവർത്തന വോൾട്ടേജ് (3.2V), ഉയർന്ന നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷി (170mA·h/g), ഉയർന്ന ഡിസ്ചാർജ് പവർ, ഫാസ്റ്റ് ചാർജിംഗ് ശേഷി, ദൈർഘ്യമേറിയ സൈക്കിൾ ലൈഫ്, ഉയർന്ന താപനിലയിലും ഉയർന്ന താപ അന്തരീക്ഷത്തിലും നല്ല സ്ഥിരത എന്നിവയുണ്ട്.
ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന ഉൽപ്പാദന ഉപകരണങ്ങൾ
▲ഉൽപാദന ഉപകരണ ആവശ്യകതകൾ:;മിക്സിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ;ഉണക്കുന്ന ഉപകരണങ്ങൾ;സിൻ്ററിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ,;ക്രഷിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ; സ്ക്രീനിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ; നൈട്രജൻ ജനറേറ്റർ, പാക്കേജിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ.
ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് (LFP) കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി നിർമ്മാണത്തിൽ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, അവയുടെ പരിശുദ്ധി, ഘട്ടം, മാലിന്യങ്ങൾ എന്നിവയുടെ ആവശ്യകതകൾ വളരെ കർശനമാണ്. ഉദാഹരണത്തിന്, എൽഎഫ്പിയിലെ ഡൈവാലൻ്റ് ഇരുമ്പിൻ്റെ ഓക്സിഡേഷൻ ബിരുദം 1% എത്തുമ്പോൾ, നിർദ്ദിഷ്ട ശേഷി 30% ൽ കൂടുതൽ കുറയാം. കാരണം, പുതുതായി ജനറേറ്റുചെയ്ത ട്രൈവാലൻ്റ് ഇരുമ്പ് എൽഎഫ്പിയുടെ ഉപരിതലത്തെ പൂശുന്നു, ഇത് കൂടുതൽ ആന്തരിക പ്രതികരണങ്ങളെ തടയുന്ന ഒരു പ്രതിപ്രവർത്തന പാളി ഉണ്ടാക്കുന്നു. LFP ഇതിനകം ഓക്സിഡൈസ് ചെയ്തിട്ടുണ്ടെങ്കിൽ, അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളിലെ ലിഥിയം അയോണുകൾ ഇതിനകം നഷ്ടപ്പെട്ടതിനാൽ തുടർന്നുള്ള റിഡക്ഷൻ രീതികൾക്ക് LFP നൽകാൻ കഴിയില്ല.
ഫെറസ് ഓക്സലേറ്റ് രീതി ഉപയോഗിച്ച് ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കൽ
▲സിന്തസിസ് തത്വം
▲പ്രധാന സിന്തറ്റിക് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ
▲സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ
▲സിന്തറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകളുടെ പ്രകടനം
ഫെറസ് ഓക്സലേറ്റ് അസംസ്കൃത വസ്തുവായി ഉപയോഗിച്ച് ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് സമന്വയിപ്പിക്കുന്ന പ്രക്രിയയെ ഫെറസ് ഓക്സലേറ്റ് രീതി (അല്ലെങ്കിൽ ലളിതമായി ഫെറസ് രീതി) എന്ന് വിളിക്കുന്നു. നിലവിൽ, ഫെറസ് ഓക്സലേറ്റ് രീതി ചൈനയിൽ ഏറ്റവും വ്യാപകമായി ഉപയോഗിക്കുന്ന പ്രക്രിയയും രീതിയുമാണ്, ആഭ്യന്തര നിർമ്മാതാക്കളിൽ പകുതിയിലധികം പേരും ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്നു. കുറഞ്ഞ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ വില, ലളിതമായ പ്രക്രിയ, ചേരുവകളുടെ അനുപാതങ്ങളുടെ എളുപ്പത്തിലുള്ള നിയന്ത്രണം എന്നിവയാണ് ഇതിൻ്റെ പ്രധാന ഗുണങ്ങൾ.
കാർബോതെർമൽ റിഡക്ഷൻ വഴി ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കൽ
▲സിന്തസിസ് തത്വം
▲പ്രധാന സിന്തറ്റിക് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ
▲സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ
▲സിന്തറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകളുടെ പ്രകടനം
ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് (LiFePO4) പദാർത്ഥങ്ങൾ നിർമ്മിക്കുന്ന നിർമ്മാതാക്കൾക്കിടയിൽ, ഫെറസ് ഓക്സലേറ്റ് രീതിക്ക് ശേഷം നിലവിൽ ഏറ്റവും കൂടുതൽ ഉപയോഗിക്കുന്ന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ് കാർബോതെർമൽ റിഡക്ഷൻ രീതി. ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് (Fe2PO4), ഇരുമ്പ് ഓക്സൈഡ് (Fe2O3) എന്നിവയുൾപ്പെടെ ഫെറിക് ഇരുമ്പ് (Fe2PO4) ആണ് ഇതിൻ്റെ പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തു. പ്രതികരണ സമയത്ത്, കാർബൺ (C), കാർബൺ മോണോക്സൈഡ് (C2O3) എന്നിവ ഫെറിക് ഇരുമ്പിനെ (Fe2PO4) ഫെറസ് ഇരുമ്പായി (Fe2+) കുറയ്ക്കുന്നു, അത് പിന്നീട് ക്രിസ്റ്റൽ ലാറ്റിസിലേക്ക് പ്രവേശിച്ച് ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റിൻ്റെ (LiFePO4) ക്രിസ്റ്റൽ ഘടന ഉണ്ടാക്കുന്നു.
കാർബോതെർമൽ റിഡക്ഷൻ രീതിയുടെ പ്രയോജനം, പ്രോസസ്സിംഗ് സമയത്ത് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ ഓക്സിഡേഷൻ പരിഗണിക്കേണ്ടതില്ല എന്നതാണ്; ആവശ്യമുള്ള ചിതറിക്കിടക്കുന്ന അവസ്ഥ കൈവരിക്കുന്നതിന് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ പ്രോസസ്സ് ചെയ്യുന്നതിന് വിവിധ മിക്സിംഗ് രീതികൾ ഉപയോഗിക്കാം. ഉയർന്ന ഊഷ്മാവ് ഘട്ടത്തിൽ മാത്രമേ കാർബൺ ഫെറിക് ഇരുമ്പിനെ ഫെറസ് ഇരുമ്പായി കുറയ്ക്കുകയും ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു, അതിനാൽ കാർബോതെർമൽ റിഡക്ഷൻ രീതി എന്ന് വിളിക്കുന്നു. കാർബോതെർമൽ റിഡക്ഷൻ രീതി ഒരു-ഘട്ടം കുറയ്ക്കുന്നു, വാതക ഉൽപ്പാദനം കുറയ്ക്കുന്നു, വിളവ് മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിന് പ്രയോജനകരമാണ്. അതേ സമയം, സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ ലളിതവും നിയന്ത്രിക്കാൻ എളുപ്പവുമാണ്, ഇത് കാർബോതെർമൽ റിഡക്ഷൻ രീതി സ്വീകരിക്കുന്ന കമ്പനികളുടെ എണ്ണം വർദ്ധിക്കുന്നതിലേക്ക് നയിക്കുന്നു.
ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ഹൈഡ്രോതെർമൽ തയ്യാറാക്കൽ
▲സിന്തസിസ് തത്വം
▲പ്രധാന സിന്തറ്റിക് അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ
▲സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ
▲സിന്തറ്റിക് മെറ്റീരിയലുകളുടെ പ്രകടനം
ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് കാഥോഡ് വസ്തുക്കൾ തയ്യാറാക്കുന്നതിനുള്ള താരതമ്യേന വിപുലമായ രീതിയാണ് ഹൈഡ്രോതെർമൽ രീതി. ഫെറസ് സൾഫേറ്റ്, ലിഥിയം ഹൈഡ്രോക്സൈഡ്, ഫോസ്ഫോറിക് ആസിഡ് എന്നിവ വെള്ളത്തിൽ ലയിപ്പിച്ച്, ഉയർന്ന-താപനില, ഉയർന്ന-മർദ്ദമുള്ള ജലീയ ലായനി രൂപപ്പെടുത്തുന്നതിന്, ഒരു സീൽ ചെയ്ത അന്തരീക്ഷത്തിൽ ലായനി 100 ഡിഗ്രിയിൽ കൂടുതൽ ചൂടാക്കി, ഒരു സൂപ്പർക്രിട്ടിക്കൽ ഹൈഡ്രോതെർമൽ സിസ്റ്റം ഉപയോഗിക്കുന്നു. ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ക്രിസ്റ്റൽ കണികകൾ ഉൽപ്പാദിപ്പിച്ച് അയോൺ ഡിഫ്യൂഷനിലൂടെയാണ് പ്രതികരണം മുന്നോട്ട് പോകുന്നത്. ശുദ്ധമായ ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് മെറ്റീരിയൽ പിന്നീട് ഫിൽട്ടർ ചെയ്ത് ഉണക്കി കാർബൺ പൂശുകയും ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ്/കാർബൺ കോമ്പോസിറ്റ് രൂപപ്പെടുകയും ചെയ്യുന്നു.
ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾക്കായുള്ള പരമ്പരാഗത പരിശോധനയും വിശകലന രീതികളും
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ രാസഘടന വിശകലനവും പരിശോധനാ രീതികളും
▲ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് സാമഗ്രികൾക്കായുള്ള ഫിസിക്കൽ പ്രോപ്പർട്ടി ടെസ്റ്റിംഗ് രീതികൾ
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകൾക്കായുള്ള ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടന പരിശോധനാ രീതികൾ
▲ലിഥിയം അയൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗങ്ങളുടെ വിലയിരുത്തൽ
ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് (LFP) മെറ്റീരിയലുകൾക്ക്, ടെസ്റ്റിംഗ് ഒരു പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യയാണ്, സിന്തസിസ് പ്രക്രിയ നിയന്ത്രണത്തേക്കാൾ പ്രധാനമാണ്. കൃത്യവും കൃത്യവുമായ ടെസ്റ്റിംഗ് ഡാറ്റയില്ലാതെ, സ്ഥിരമായ പ്രക്രിയ വ്യവസ്ഥകൾ ലഭിക്കില്ല, അതിനാൽ, ഉപയോഗ ആവശ്യകതകൾ നിറവേറ്റുന്ന യോഗ്യതയുള്ള LFP ഉൽപ്പന്നങ്ങൾ നിർമ്മിക്കാൻ കഴിയില്ല. അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ സംഭരണവും സമന്വയവും മുതൽ പൂർത്തിയായ ഉൽപ്പന്ന മൂല്യനിർണ്ണയം വരെയുള്ള മുഴുവൻ ഉൽപാദന പ്രക്രിയയിലും മെറ്റീരിയലുകളുടെ കർശനമായ പരിശോധന അത്യാവശ്യമാണ്. അതിനാൽ, LFP ഗവേഷണം നടത്തുകയും ഉൽപ്പാദിപ്പിക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ഏതൊരു യൂണിറ്റും അതിൻ്റെ ടെസ്റ്റിംഗ് സിസ്റ്റത്തിൻ്റെ നിർമ്മാണത്തിൽ വലിയ ഊന്നൽ നൽകണം. ഒരു കമ്പനിക്ക് വ്യവസായത്തിൽ അതിൻ്റെ സ്ഥാനം നിലനിർത്തുന്നതിനുള്ള അടിസ്ഥാന വ്യവസ്ഥകളാണ് അത്യാധുനിക ടെസ്റ്റിംഗ് ഉപകരണങ്ങൾ, കർശനമായ പരിശോധനാ രീതികൾ, നന്നായി പരിശീലിപ്പിച്ച ടെസ്റ്റിംഗ് ഉദ്യോഗസ്ഥർ എന്നിവ ഉപയോഗിക്കുന്നത്.
ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ മറ്റ് സ്വഭാവ സവിശേഷതകളെക്കുറിച്ചുള്ള വിശകലനം
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ഇലക്ട്രോകെമിക്കൽ പ്രകടന വിശകലനം
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ഇലക്ട്രോൺ മൈക്രോസ്കോപ്പിക് മോർഫോളജി വിശകലനം
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ ഉപരിതല ഊർജ്ജം
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് പദാർത്ഥങ്ങളിൽ ഇരുമ്പ് ലയിക്കുന്ന അളവ്
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കളുടെ സ്പെക്ട്രോസ്കോപ്പിക് സവിശേഷതകൾ
ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ പ്രായോഗിക പ്രയോഗത്തിൽ, പതിവ് പ്രകടന പരിശോധനകൾക്ക് പുറമേ, മെറ്റീരിയൽ പ്രകടന മൂല്യനിർണ്ണയത്തിനും ബാറ്ററി നിർമ്മാണ പ്രക്രിയകൾക്കും ഒരു റഫറൻസ് നൽകുന്നതിന് ചില പ്രത്യേക സവിശേഷതകൾ അളക്കേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്. സാങ്കേതികവിദ്യയുടെ പുരോഗതിയോടെ, മുമ്പ് മുഴുവൻ സെല്ലുകൾ ഉപയോഗിച്ച് മാത്രം അളക്കാൻ കഴിയുന്ന ചില പാരാമീറ്ററുകൾ ഇപ്പോൾ ലളിതമായ രീതികൾ ഉപയോഗിച്ച് നിർണ്ണയിക്കാനാകും. ഉദാഹരണത്തിന്, ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് മെറ്റീരിയലുകളുടെ സൈക്കിൾ പ്രകടനം, പ്രത്യേകിച്ച് കാർബൺ സൈക്കിൾ പ്രകടനം, പ്രത്യേകം രൂപകൽപ്പന ചെയ്ത നാണയ കോശങ്ങൾ ഉപയോഗിച്ച് ഇപ്പോൾ വിലയിരുത്താൻ കഴിയും, ഇത് അളക്കൽ പ്രക്രിയയെ വളരെ ലളിതമാക്കുന്നു.
ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ച് ബാറ്ററി നിർമ്മാണ സാങ്കേതികവിദ്യ
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററി സിസ്റ്റം ഡിസൈൻ സവിശേഷതകൾ
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് മെറ്റീരിയൽ സ്ലറി തയ്യാറാക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യ
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് സ്ലറി പൂശുന്നു
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ഇലക്ട്രോഡുകളുടെ റോളിംഗ്
▲പരിവർത്തനവും വിഭജനവും
▲ബാറ്ററി നിർമ്മാണത്തിൻ്റെ മറ്റ് ഉദാഹരണങ്ങൾ
ഏതൊരു ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററിക്കും, പ്രാരംഭ രൂപകൽപ്പനയാണ് പ്രാഥമിക ചുമതല. ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററിയുടെ നിർമ്മാണ പ്രക്രിയ നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഡിസൈൻ വർക്കിൽ ഉൾപ്പെടുന്നു. ബാറ്ററി പ്രകടനം പ്രധാനമായും നിർണ്ണയിക്കുന്നത് ഇലക്ട്രോഡുകളാൽ, ഇലക്ട്രോഡ് ഡിസൈൻ ബാറ്ററി നിർമ്മാണ പ്രക്രിയയുടെ ഒരു പ്രധാന വശമാണ്. ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികൾക്കും ഇത് ബാധകമാണ്.
ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികളുടെ പ്രധാന പ്രയോഗ മേഖലകൾ
▲ഇലക്ട്രിക്ക് ഗതാഗത ഉപകരണങ്ങളിൽ ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികളുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ
▲ഊർജ്ജ സംഭരണ വൈദ്യുതി വിതരണത്തിൽ ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികളുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ
▲പവർ ടൂളുകളിൽ ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികളുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ഫോസ്ഫേറ്റ് ബാറ്ററികളുടെ പ്രയോഗങ്ങൾ
ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററികൾക്കുള്ള കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലാണ് ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് (LFP), ഉയർന്ന സുരക്ഷയാണ് ഇതിൻ്റെ ഏറ്റവും വലിയ നേട്ടം. ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഓക്സൈഡ്, നിക്കൽ-മാംഗനീസ്-കോബാൾട്ട് ടെർനറി മെറ്റീരിയലുകളുടെ അഭാവം, ദീർഘ ചക്രം, കുറഞ്ഞ മെറ്റീരിയൽ ചെലവ്, സമൃദ്ധമായ അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളുടെ സ്രോതസ്സുകൾ എന്നിങ്ങനെയുള്ള ഗുണങ്ങളും ഇതിന് ഉണ്ട്. LFP ബാറ്ററികൾക്ക് സ്ഥിരതയുള്ള വോൾട്ടേജ്, മിതമായ ഓപ്പറേറ്റിംഗ് വോൾട്ടേജ്, ഇലക്ട്രോലൈറ്റ് സിസ്റ്റങ്ങളുമായി നല്ല അനുയോജ്യത എന്നിവയുണ്ട്,-വിഷരഹിതമാണ്, മെമ്മറി ഇഫക്റ്റ് ഇല്ല, പരിസ്ഥിതിയെ മലിനമാക്കുന്നില്ല. അവയുടെ നിർദ്ദിഷ്ട ഊർജ്ജം 100-130 Wh/kg വരെ എത്താം, ഇത് ലെഡ്-ആസിഡ് ബാറ്ററികളേക്കാൾ 0.3-5 മടങ്ങും നിക്കൽ-മെറ്റൽ ഹൈഡ്രൈഡ് ബാറ്ററികളേക്കാൾ 1.5 മടങ്ങുമാണ്. നിരവധി ഗുണങ്ങൾ കണക്കിലെടുത്ത്, വൈദ്യുത വാഹനങ്ങൾ, കാറ്റ്, സൗരോർജ്ജ സംഭരണം, ഗാർഹിക ഉപയോഗത്തിന് സുരക്ഷിതമായ ബാക്കപ്പ് ബാറ്ററികൾ എന്നിവയ്ക്ക് അനുയോജ്യമായ ബാറ്ററിയായി ഇത് കണക്കാക്കപ്പെടുന്നു.
ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികൾക്കായുള്ള മറ്റ് കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾക്കായുള്ള ഔട്ട്ലുക്ക്
▲ലിഥിയം വനേഡിയം ഫോസ്ഫേറ്റ് കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ -
▲ലിഥിയം മാംഗനീസ് ഫോസ്ഫേറ്റ് കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് സിലിക്കേറ്റ് കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ
▲ലിഥിയം ഇരുമ്പ് ബോറേറ്റ് കാഥോഡ് മെറ്റീരിയൽ
▲ലിഥിയം-സമ്പന്നമായ ലേയേർഡ് കാഥോഡ് മെറ്റീരിയലുകൾ
ലിഥിയം അയേൺ ഫോസ്ഫേറ്റ് (LFP) സാമഗ്രികളുടെ ആവിർഭാവം വലിയ-സ്കെയിൽ ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ വ്യാപകമായ പ്രയോഗത്തിന് ഭൗതിക ശാസ്ത്ര അടിത്തറ പാകി.
അറിയപ്പെടുന്നതുപോലെ, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷ എല്ലായ്പ്പോഴും വ്യവസായത്തിൻ്റെ വികസനത്തെ നിയന്ത്രിക്കുന്ന കാതലായ പ്രശ്നമാണ്. സുസ്ഥിരമായ മെറ്റീരിയൽ പ്രോപ്പർട്ടികളും അത്യാധുനിക പ്രോസസ്സിംഗ് ഉപകരണങ്ങളും ഉള്ള വികസിത രാജ്യങ്ങളിൽ പോലും, ലിഥിയം-അയൺ ബാറ്ററികളുടെ സുരക്ഷ പൂർണ്ണമായി ഉറപ്പുനൽകാൻ കഴിയില്ല. എൻ്റെ രാജ്യത്ത് നിലവിലുള്ള ലിഥിയം അയൺ ബാറ്ററി പ്രോസസ്സിംഗിൻ്റെ താരതമ്യേന കുറഞ്ഞ നിലവാരം കണക്കിലെടുക്കുമ്പോൾ, LFP എൻ്റെ രാജ്യത്തെ ദേശീയ സാഹചര്യങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്, ഇത് ബാറ്ററി സുരക്ഷ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു.