Литий ионная: Аккумуляторы – Преимущества литий‑ионного аккумулятора – Apple (RU)

Li-ion ИБП и АКБ | Каталог продукции компании БАСТИОН

Филиал №11 ДЕАН
(861) 372-88-46
www.dean.ru

Филиал ЭТМ
(86137) 6-36-20, 6-36-21
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(8512) 48-14-00 (многоканальный)
www.etm.ru

Системы видеонаблюдения, филиал
(3854) 25-59-30
www.sv22.ru

Филиал ЭТМ
(8162) 67-35-10, 67-35-15
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4922) 54-04-99, 54-04-98
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(8172) 28-51-08,
28-51-06, 27-09-39
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(3412) 90-88-93,
90-88-94,
90-88-95
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4842) 51-79-78,
51-79-72,
51-79-37,
52-81-39
www.etm.ru

Протэк

(996) 334-59-64
www.pro-tek.pro

Системы видеонаблюдения, филиал
(3842) 780-755
www.sv22.ru

Филиал ЭТМ
(3842) 31-58-78, 31-60-18, 31-66-06
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4942) 49-40-92, 49-40-93
www.etm.ru

Техника безопасности ОП на Стасова
(861) 235-45-30, 233-98-66, 8-918-322-17-14
www.t-save.ru

Техника безопасности ОП на Промышленной
(861) 254-72-00, 8-918-016-72-31, 8-989-270-02-12
www.t-save.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Достоевского
(861) 200-15-44, 200-15-48, 200-15-49

www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Рашпилевской
(861) 201-52-52
www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Леваневского
(861) 262-33-66, 262-28-00
www.dean.ru

ДЕАН ЮГ ОП На Мандариновой
(861) 201-52-53
www.dean.ru

Филиал ЛУИС+
(861) 273-99-03
www.luis-don.ru

Филиал ЭТМ
(861) 274-28-88 (многоканальный),
200-11-55
www.etm.ru

Филиал ЭТМ

(3843) 993-600, 993-041, 993-042
www.etm.ru

Арсенал Безопасности ГК
(3812) 466-901 , 466-902, 466-903, 466-904, 466-905
www.arsec.ru

ДЕАН СИБИРЬ
(3812) 91-37-96, 91-37-97
www.dean.ru

СТБ
(3812) 51-40-04, 53-40-40
www.stb-omsk.ru

Филиал Ганимед СБ
(3812) 79-01-77
+7-913-673-99-01
www.ganimedsb.ru

Филиал ЭТМ
(3812) 60-30-81
www.etm.ru

КомплектСтройСервис
(4912) 24-92-14
(4912) 24-92-15
www.kssr.ru

Филиал ЭТМ
(4912) 30-78-53,
30-78-54,
30-78-55,
29-31-70
www.etm.ru

Филиал Бастион
(8692) 54-07-74
+7-978-749-02-41
www.bastion24.com

Филиал Грумант Корпорация
(8692) 540-060, МТС Россия: +7 978 744 3859
www.grumant.ru

Бастион
(365) 512-514
+7-978-755-44-25
www.bastion24.com

Охранные системы
(365) 251-04-78
(365) 251-14-78
+7 (978) 824-22-38

Филиал Защита СБ
(4725) 42-02-31
www.zassb.ru

Филиал ЭТМ
(4725) 42-25-13, 42-62-51
www.etm.ru

Филиал ЦСБ
(8452) 65-03-50, 8-800-100-81-98
www.centrsb.ru

Филиал ЭТМ
(4752) 53-70-07,
53-70-00
www.etm.ru

Филиал ЭТМ
(4872) 22-24-25,
22-24-26,
22-26-71
www.etm.ru

Центр Систем Безопасности
(3452) 500-067, 48-46-46, 41-52-55
www.csb72.ru

Филиал ДЕАН
(3452) 63-83-98, 63-83-99
www.dean.ru

Филиал ЛУИС+
(3452) 63-81-83
(3452) 48-95-35
www.luis.ru

Филиал РАДИАН
(3452) 63-31-85, 63-31-86
www.radiantd.ru

Филиал ЭТМ
(3452) 65-02-02
(3452) 79-66-60 (61/63)
(3452) 65-01-01
www.etm.ru

Востокспецсистема
(4212) 67-42-42
www.vssdv.ru

КОМЭН
(4212) 75-52-53, 75-52-54, 60-32-35

www.koman.ru

ТД «Планета Безопасности»
(4212) 74-62-12, 20-40-06, 74-85-11
www.planeta-b.ru

Филиал Хранитель
(4212) 21-70-82, 21-30-50, 24-96-56
www.hranitel-dv.ru

Филиал ЭТМ
(8202) 49-00-33, 49-00-39
www.etm.ru

АИСТ
+7 (4852) 45-10-78
+7 (4852) 45-10-73
www.aist76.ru

Филиал ЭТМ
(4852) 55-15-15,
55-57-94,
55-31-84,
55-33-84
www.etm.ru

Производство литий-ионных аккумуляторов – Портфельная компания РОСНАНО

Литий-ионные аккумуляторы

Создание первого в России масштабного производства литий-ионных (Li-Ion) аккумуляторов нового поколения для энергетики и электротранспорта

В декабре 2011 года в рамках проекта запущен крупнейший в мире завод по производству литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) высокой емкости компании «Лиотех».

В технологии производства используется наноструктурированный катодный материал литий-железо-фосфат (LiFePO₄). Этот материал позволяет достигать наилучших характеристик аккумуляторов при их промышленном производстве.

Важнейшие характеристики литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) — высокая плотность энергии, широкий температурный диапазон и длительный срок эксплуатации, экологичность и безопасность.

«Лиотех» осуществляет поставки аккумуляторов для городского электротранспорта, в частности, для троллейбусного завода «Тролза», где продукция «Лиотеха» используется для троллейбусов с запасом автономного хода. Кроме того, «Лиотех» осуществляет поставки для энергетического рынка. Компания «Хевел» запустила гибридную энергоустановку (АГЭУ) в селе Менза Забайкальского края. В составе установки были использованы аккумуляторные ячейки для накопителя энергии емкостью 300 кВт•ч производства «Лиотех». Планируется, что в 2017 году «Хевел» построит в Забайкалье еще две гибридные электростанции, на которых также могут быть использованы накопители энергии «Лиотех».

Сферы применения

• Энергетика (стационарные применения)
• Электротранспорт

Основные потребители

• Системы энергоснабжения и энергосбережения
• Производители электротранспорта

Конкурентные преимущества

• Высокая емкость аккумулятора
• Отсутствие эффекта памяти
• Надежность и безопасность
• Широкий температурный диапазон эксплуатации
• Длительный срок эксплуатации: в энергетике — до 25 лет, на электротранспорте — до 8 лет
• Ресурс, заряд/разряд при глубине разрядки до 80% — более 3000 циклов
• Ресурс батареи при использовании на электротранспорте — более 600 тыс. км пробега

Правда и мифы о литий-ионных и свинцово-кислотных аккумуляторах

Рано или поздно каждый собственник складской техники сталкивается с тем, что ему нужно купить новый электропогрузчик или заменить на своём погрузчике отслужившую свой срок аккумуляторную батарею. Такая же задача может стоять и в отношении остальной складской техники — электротележек, штабелёров, комплектовщиков и т.д. Одной из важных задач в этом случае будет вопрос, какой тип аккумулятора выбрать? Поставщики тяговых батарей для напольного грузоподъемного транспорта предлагают как классические свинцово-кислотные аккумуляторы, так и необслуживаемые клапанно-регулируемые или гелевые батареи. Альтернативой свинцово-кислотным аккумулятором является более современный

литий-ионный (литий-железо-фосфатный) источник питания. Правда многие потребители до сих пор опасаются данной технологии и по старинке используют аккумуляторы старого типа. Такой подход на наш взгляд может быть из-за недостатка информации о плюсах и минусах тяговых аккумуляторов различных типов. Ниже мы попытаемся развеять мифы о литий-ионных аккумуляторах.

Перейти на страницу товара: Li-Ion тяговая батарея→

---

Миф первый

Литий-ионные аккумуляторы не безопасны и лучше их не использовать в качестве источника питания электрического погрузчика, штабелёра, электротележки. Они могут взрываться, самовозгораться, поэтому лучше с ними не связываться

Трудно было бы с этим спорить, если бы мы были в 80-х годах прошлого века. Действительно первые образцы литий-ионных батарей не отличались высокой безопасностью. При работе такой батареи существовал риск короткого замыкания внутри элементов, нагрева и даже возгорания. Обычно это могло произойти в конце срока службы по причине низкой химической стабильности компонентов батареи.

В первых коммерческих литий-ионных батареях, выпущенных компанией Sony в 1991 году, металлический литий был заменен на более безопасную ионную форму. Однако даже после этого сфера использования данных аккумуляторов ограничивалась мелкой бытовой электроникой. Речи об использовании литий-ионных батарей в качестве источника питания складской техники тогда даже не было.

Ситуация кардинально изменилась в 1997 году, когда было изобретено новое соединение – литий-железо-фосфат (LiFePo4) в качестве катодного материала литий-ионных аккумуляторов. Это соединение является безопасным, и не содержит ядовитых веществ. Правда только в 2005-2006 годах ученым в США удалось окончательно доработать эту «химию», так чтобы стало возможным её коммерческое использование. В результате появились на свет литий-железо-фосфатные аккумуляторы с поистине революционными характеристиками в сравнении с обычными свинцово-кислотными батареями. Именно литий-железо-фосфатные батареи используются для питания электропогрузчиков и складской техники.

Кроме безопасного химического состава каждая литий-ионная тяговая батарея имеет блок управления (BMS), который управляет процессом заряда-разряда, защищает ячейки батареи от перезаряда и глубокого разряда. Даже если по какой-то причине BMS не отключит батарею в экстренной ситуации, то каждая ячейка имеет предохранительный клапан на случай перезаряда или короткого замыкания. Клапан сбросит внутреннее давление в ячейке в нештатной ситуации, чтобы избежать взрыва.

А как же относится к случаям возгорания и/или взрыва литий-ионных батарей смартфонов, планшетов, электронных сигарет и прочих девайсов, которые то и дело появляются в СМИ? К счастью эти аккумуляторы имеют мало общего с тяговыми батареями. В основном все эти случаи связаны с коротким замыканием внутри аккумулятора по причине физической деформации в результате ударов или других повреждений.

---

Миф второй

Я привык работать со свинцово-кислотными батареями и меня всё в них устраивает. Литий-ионные батареи для вилочных погрузчиков — это что-то из области фантастики и мне это не очень интересно

Разница между литий-ионными и свинцово-кислотными аккумуляторами примерно такая же, как между современной электричкой и паровозом. Свинцово-кислотный аккумулятор был изобретён в 1859 году. Это даже не прошлый, а позапрошлый век. Широко известны главные недостатки этих аккумуляторов, от которых они никогда не избавятся.

Перечислим пять самых критичных:

• Во-первых, это использование в качестве электролита свинцово-кислотных аккумуляторов раствора серной кислоты. Отсюда едкий запах, взрывоопасное выделение газа при зарядке, необходимость доливки воды. Как результат нам нужно оборудовать зарядную комнату и нести затраты на обслуживание таких батарей.
• Во-вторых, риски значительного сокращения срока службы в силу небрежного отношения персонала. Срок службы может серьезно сократиться по причине отсутствия контроля за уровнем и плотностью электролита, хранения разряженной батареи, разрядов ниже допустимой глубины, нарушений температурного режима использования, не соблюдения полных циклов заряда-разряда. Другими словами свинцово-кислотный аккумулятор это довольно капризная вещь, требующая регулярного присмотра.
• В-третьих, длительное время зарядки. Чтобы полностью нормально зарядить классическую кислотную батарею с жидким электролитом необходимо как минимум 7,5-8 часов. Возможны более быстрые режимы зарядки, но это нельзя делать ежедневно. Для быстрой зарядки необходимы высокие токи, что сильно сокращает срок службы свинцово-кислотных батарей в силу особенности данной технологии.
• В-четвертых, для организации многосменной работы требуется не просто оборудовать зарядную комнату, но и иметь комплект из 2-х батарей на каждую единицу техники. Обычно тяговые кислотные батареи весят от нескольких сотен килограмм до 1 тонны и более. Поэтому необходимо ещё и оборудование для транспортировки и безопасной замены. Как правило это специальные рольганги, столы или кран-балки.
• В-пятых, низкий КПД. Свинцово-кислотные батареи только 80% потраченной на их зарядку энергии затем отдают на питание складской техники. Остальное улетучивается в виде тепла.

Давайте посмотрим сколь это в деньгах, к примеру, для ричтрака с кислотной батареей 48 В 750 Ач. Такая батарея за один цикл с учётом глубины разряда 80% отдает 48*750*80%/1000 = 28,8 кВт. За средний срок службы 5 лет при условии 1 цикла в день и 250 рабочих дней получится 28,8*250*5= 36 000 кВт. Но реально мы потратим на электричество на 20% больше, что составит при цене 0,15 евро/1 кВтч — 36 000*20%*0,15=1080 евро. Больше 1000 евро просто улетучится с каждой батареи. Это еще не при самом интенсивном режиме работы.

Всех этих недостатков лишены литий-железо-фосфатные батареи для питания напольного электрического транспорта. Они ничего не выделяют во время зарядки и разрядки, не требуют какого-либо обслуживания, сами автоматически выключаются, чтобы не допускать глубокого разряда и могут без ущерба сроку службы подвергаться любому количеству промежуточных зарядов. Время полной зарядки составляет как правило 1,5-2 часа. Можно использовать одну батарею для многосменной работы, если есть хотя бы небольшие перерывы для промежуточных зарядов. КПД литий-железо-фосфатных аккумуляторов составляет 96%, срок службы в среднем 3000-5000 циклов в зависимости от производителя.

---

Миф третий

Свинцово-кислотные батареи постоянно совершенствуются. Есть гелевые необслуживаемые батареи, для которых не требуется зарядная комната. Есть батареи типа HFC (Hawker NexSys), которые не выделяют газов при зарядке и могут подвергаться промежуточным зарядам

Действительно, такие батареи есть, но всё это похоже на попытки ехать на загнанной лошади. Сама свинцово-кислотная технология уже себя исчерпала. Никакие ухищрения производителей не позволят побороть основные её недостатки.

Клапанно-регулируемые батареи действительно почти не выделяют газов. Однако они являются условно не обслуживаемыми. Электролит в них представляет собой тот же раствор серной кислоты в связанном состоянии. Соответственно на эти батареи распространяются все те же недостатки свинцово-кислотных батарей, перечисленные выше, в том числе и необходимость отвода газов при зарядке. В руководстве по эксплуатации клапанно-регулируемых батарей указывается, что батареи в процессе зарядки выделяют крайне мало газов. Однако при их эксплуатации необходимо соблюдать те же требования безопасности, как и для батарей с жидким электролитом (Стандарт EN 50272-3/ IEC 62485_3 «Тяговые батареи для промышленных погрузчиков»). Другими словами, необходимо предусмотреть отвод газов.

Что касается стандартных гелевых батарей, то это самый неэффективный источник питания для электропогрузчиков и складской техники. Срок службы таких батарей составляет всего 1200 циклов при глубине разряда не более 60%. Для нормального режима заряда таких аккумуляторов можно использовать относительно небольшие токи заряда, обычно 0,25-0,3 С. Поэтому время полного заряда составляет обычно 10-12 часов, а у некоторых батарей 12-14 часов. По этой причине их невозможно использовать для многосменной работы. Не слишком любят такие батареи и эксплуатацию при низких температурах окружающей среды. Работа в условиях отрицательных температур значительно снижает полезную ёмкость гелевой батареи.

---

Миф четвёртый

Литий-ионные батареи для вилочных погрузчиков — это что-то диковинное. Их пока мало кто покупает

На самом деле рынок литий-ионных аккумуляторов для грузоподъемной складской техники бурно развивается как минимум последние пять-семь лет. Ведущие производители техники активно добавляют в свою производственную линейку модели техники с литий-ионными источниками питания.

Наша компания, как официальный дилер немецкого производителя STILL, не безуспешно предлагает купить погрузчики, штабелёры, электрические тележки с литий-ионным аккумулятором нашим постоянным клиентам в Минске и по всей территории Республики Беларусь. Благодаря нашей помощи в экономическом обосновании покупки литий-ионных батарей в последние годы практически каждая вторая единица техники поставляется нашим клиентам с современным источником питания.

Очень интересной тенденцией является еще и то, что в последние годы в литий-ионную технологию поверили даже производители традиционных свинцово-кислотных батарей. Если пять-семь лет назад они и слышать о литий-ионных батареях не хотели, то теперь сами их производят на ряду с традиционными свинцово-кислотными. Тенденция на наш взгляд такова, что в скором будущем литий-ионные батареи полностью вытеснят обычные свинцово-кислотные.

---

Миф пятый

Литий-ионные батареи слишком дорогие. Они в разы дороже свинцово-кислотных и нет смысла тратить на них деньги. Подождем пока они подешевеют

Конечно, подождать всегда можно. Действительно есть вероятность, что бурное развитие литий-ионной технологии приведёт к появлению новых игроков на рынке и цены могут пойти вниз. Но даже при нынешнем уровне цен стоит обратить внимание на данный тип аккумуляторов. Если смотреть не просто на покупную стоимость, а ещё учесть срок службы, то окажется, что во многих случаях «дешёвые» свинцово-кислотные батареи обходятся потребителю дороже, чем современные литий-ионные.

Возьмём к примеру ситуацию, когда предприятие имеет парк складской техники, но не имеет специальной комнаты для зарядки обычных свинцово-кислотных батарей. В таком случае приходится либо инвестировать в строительство зарядной, либо использовать гелевые батареи, которые почти не имеют газовыделения в процессе зарядки. Многие идут по второму варианту.

Теперь давайте сравним две простые цифры. Срок службы гелевой батареи любого премиального бренда при соблюдении всех условий эксплуатации составляет не более 1200 циклов заряда-разряда. При этом максимальная глубина разряда допускается не более 60%. Другими словами, если ваша батарея имеет номинальную емкость 100 Ач, то реально вы используете только 60Ач и можете «снять» с неё за весь срок службы 100 Ач х 60% х 1200 = 72 000 Ач. Срок службы такой же литий-железо-фосфатной батареи, собранной, к примеру, на ячейках Winston составляет 5000 циклов при допустимой глубине разряда 80%. Её ресурс составит 100 Aч х 80% х 5000 = 400 000 Ач.

Теперь попробуйте сопоставить стоимость той и другой батареи с учётом ресурса. Литий-ионная батарея заряжается за 2 часа, а не за 11-12 часов, как гелевая. Если сюда добавить более высокий КПД (96% у Li-Ion против 80% у гелевой), то выбор становится очевидным.

---

Подведем итог:

Литий-железо-фосфатные аккумуляторы для электрических вилочных погрузчиков и другой складской грузоподъёмной техники уверенно отвоёвывают позиции у традиционных свинцово-кислотных батарей. Свинцово-кислотные батареи никогда не избавятся от своих основных недостатков в силу особенностей данной устаревшей технологии. Единственное их преимущество — это низкая покупная стоимость.

При выборе типа аккумуляторов для складской техники мало учитывать только их покупную стоимость. Стоит сопоставить срок службы, допустимую глубину разряда, время полной зарядки, необходимость обслуживания и пр.

Перейти на страницу товара: Li-Ion тяговая батарея→

Материал из России в три раза увеличит емкость литий-ионных батарей

https://ria.ru/20210212/misis-1596967761.html

Материал из России в три раза увеличит емкость литий-ионных батарей

Материал из России в три раза увеличит емкость литий-ионных батарей

РИА Новости, 12.02.2021

2021-02-12T09:00

2021-02-12T09:00

2021-02-12T09:03

наука

университетская наука

навигатор абитуриента

мисис

/html/head/meta[@name=’og:title’]/@content

/html/head/meta[@name=’og:description’]/@content

https://cdn24.img.ria.ru/images/07e5/02/0b/1596964437_0:202:3000:1890_1920x0_80_0_0_511eec5aa2d0a6701c7bdef87ce1d654.jpg

МОСКВА, 12 фев — РИА Новости. Увеличить емкость и продлить срок службы литий-ионных батарей смогли ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ МИСиС) в составе международного коллектива. По словам исследователей, они синтезировали новый наноматериал, который сможет заменить низкоэффективный графит, применяемый сегодня в литий-ионных батареях. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.Литий-ионные батареи — основной тип аккумуляторов для бытовых приборов от смартфонов до электромобилей. Цикл зарядки-разрядки в таком аккумуляторе обеспечивается движением ионов лития между двумя электродами — от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду.Сфера применения литий-ионных батарей постоянно расширяется, но при этом, по словам ученых, их емкость до сих пор ограничена свойствами графита — основного анодного материала. Ученым НИТУ МИСиС удалось получить новый материал для анодов, способный обеспечить серьезный прирост емкости и продлить время службы батареи.Синтез конечного материала происходит в один шаг без промежуточных этапов благодаря использованию метода спрей-пиролиза. Для этого, как объяснили ученые, водный раствор с ионами нужных металлов превращают в туман при помощи ультразвука, а затем воду при температурах до 1200 °С выпаривают с разложением исходных солей металлов. В результате получаются сферы микронных или субмикронных размеров с пористостью, необходимой для работы в литий-ионной системе.Электрохимические исследования материала, синтезированного специалистами НИТУ МИСиС, проводились учеными Сеульского национального университета науки и технологий (Республика Корея), Норвежского университета науки и технологий (Норвегия) и Института науки и технологий SRM (Индия).В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить поиски новых более эффективных составов аккумуляторных электродов.

https://ria.ru/20190603/1555207004.html

https://ria.ru/20200713/1574264241.html

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

2021

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

Новости

ru-RU

https://ria.ru/docs/about/copyright.html

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

https://cdn22.img.ria.ru/images/07e5/02/0b/1596964437_331:0:3000:2002_1920x0_80_0_0_41c6631c2e1b7712732bc421c7367476.jpg

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

РИА Новости

[email protected]

7 495 645-6601

ФГУП МИА «Россия сегодня»

https://xn--c1acbl2abdlkab1og.xn--p1ai/awards/

университетская наука, навигатор абитуриента, мисис

МОСКВА, 12 фев — РИА Новости. Увеличить емкость и продлить срок службы литий-ионных батарей смогли ученые Национального исследовательского технологического университета «МИСиС» (НИТУ МИСиС) в составе международного коллектива. По словам исследователей, они синтезировали новый наноматериал, который сможет заменить низкоэффективный графит, применяемый сегодня в литий-ионных батареях. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Alloys and Compounds.

Литий-ионные батареи — основной тип аккумуляторов для бытовых приборов от смартфонов до электромобилей. Цикл зарядки-разрядки в таком аккумуляторе обеспечивается движением ионов лития между двумя электродами — от отрицательно заряженного анода к положительно заряженному катоду.

3 июня 2019, 12:32НаукаРоссийские ученые нашли «зеленую» замену для литиевых аккумуляторов

Сфера применения литий-ионных батарей постоянно расширяется, но при этом, по словам ученых, их емкость до сих пор ограничена свойствами графита — основного анодного материала. Ученым НИТУ МИСиС удалось получить новый материал для анодов, способный обеспечить серьезный прирост емкости и продлить время службы батареи.

«Полученные нами пористые наноструктурные микросферы состава Cu_0,4Zn_0,6Fe₂O₄ в качестве материала анода обеспечивают емкость втрое выше, чем у существующих на рынке батарей, при этом позволяя увеличить число циклов зарядки-разрядки в 5 раз по сравнению с другими перспективными альтернативами графиту. Такое улучшение достигается за счет синергетического эффекта при сочетании особой наноструктуры и состава использованных элементов», — рассказал ассистент кафедры функциональных наносистем и высокотемпературных материалов НИТУ МИСиС Евгений Колесников.

Синтез конечного материала происходит в один шаг без промежуточных этапов благодаря использованию метода спрей-пиролиза. Для этого, как объяснили ученые, водный раствор с ионами нужных металлов превращают в туман при помощи ультразвука, а затем воду при температурах до 1200 °С выпаривают с разложением исходных солей металлов. В результате получаются сферы микронных или субмикронных размеров с пористостью, необходимой для работы в литий-ионной системе.

Электрохимические исследования материала, синтезированного специалистами НИТУ МИСиС, проводились учеными Сеульского национального университета науки и технологий (Республика Корея), Норвежского университета науки и технологий (Норвегия) и Института науки и технологий SRM (Индия).

В дальнейшем научный коллектив намерен продолжить поиски новых более эффективных составов аккумуляторных электродов.

13 июля 2020, 11:40НаукаУченые придумали, как улучшить батареи смартфонов

Росатом оборудовал литий-ионными батареями машины для первой российской гонки электрокартов

Отраслевой интегратор Росатома по системам накопления энергии ООО «РЭНЕРА» (предприятие Топливной компании ТВЭЛ) организовал первую в России гонку электрических картов. Гоночные машины класса MINI были оборудованы литий-ионными аккумуляторными батареями производства Росатома. Заезды были организованы совместно с АНО «Академия АвтоМотоспорта Ф7» среди гонщиков 9-11 лет на картодроме «Ижорец» в Колпинском районе Санкт-Петербурга.

В соревновании участвовали десять электрокартов мощностью 10 кВт, оснащенных батареями RENERA. По сравнению с бензиновыми аналогами такие карты более динамичные и маневренные на гоночном треке. В отличие от бензиновых машин электрокарты не имеют выхлопа: это решает проблему загазованности воздуха и плохого самочувствия юных спортсменов, что особенно актуально для закрытых картодромов. Переход на электротранспорт в этом виде спорта открывает новые возможности как для прокатного картинга, так и для тренировки профессиональных команд.

Для электрокартов были разработаны батареи RENERA емкостью 40 Ач (ампер-часов), рассчитанные на работу не менее 20 минут в режиме гоночных соревнований. Батарея полностью заряжается за два часа. При необходимости разрядившуюся батарею можно оперативно поменять на заряженную, чтобы карт продолжил участие в заездах.

«Появление такого рода техники российского производства стало возможным благодаря активному развитию систем накопления энергии. Сегодняшняя гонка показала, что есть большой потенциал для развития экологически чистого вида спорта, популярность которого набирает обороты. Мы уверены, что накопители энергии RENERA имеют большой потенциал внедрения не только в картинге, но в других видах электротранспорта», — отметил генеральный директор ООО «РЭНЕРА» Эмин Аскеров.

Литий-ионные батареи – оптимальное решение для накопителей энергии с технической и с экономической точки зрения. Они герметичны, не требуют обслуживания и специальных помещений для заряда, имеют длительный срок службы. Высокая плотность энергии литий-ионных аккумуляторов обеспечивает их легкость и компактность. Батареи RENERA изготовлены по высоким стандартам безопасности, аналогичные батареи используются в пассажирском электротранспорте и электромобилях крупнейших мировых производителей.

Оригинал пресс-релиза

Литий-ионные батареи уже не круто, мы выбираем Цинк! — Финансы на vc.ru

В связи с растущим трендом на экологичность, многие страны вложились в возобновляемую энергетику, в основном солнечную. Компании, получая рекордные инвестиции и субсидии, до сих пор закладывают большие объёмы строительства в этой сфере. Сейчас в Калифорнии наблюдается эффект избытка электроэнергии, так называемый “duck curve”.

{«id»:186925,»url»:»https:\/\/vc.ru\/finance\/186925-litiy-ionnye-batarei-uzhe-ne-kruto-my-vybiraem-cink»,»title»:»\u041b\u0438\u0442\u0438\u0439-\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0431\u0430\u0442\u0430\u0440\u0435\u0438 \u0443\u0436\u0435 \u043d\u0435 \u043a\u0440\u0443\u0442\u043e, \u043c\u044b \u0432\u044b\u0431\u0438\u0440\u0430\u0435\u043c \u0426\u0438\u043d\u043a!»,»services»:{«facebook»:{«url»:»https:\/\/www.facebook.com\/sharer\/sharer.php?u=https:\/\/vc.ru\/finance\/186925-litiy-ionnye-batarei-uzhe-ne-kruto-my-vybiraem-cink»,»short_name»:»FB»,»title»:»Facebook»,»width»:600,»height»:450},»vkontakte»:{«url»:»https:\/\/vk.com\/share.php?url=https:\/\/vc.ru\/finance\/186925-litiy-ionnye-batarei-uzhe-ne-kruto-my-vybiraem-cink&title=\u041b\u0438\u0442\u0438\u0439-\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0431\u0430\u0442\u0430\u0440\u0435\u0438 \u0443\u0436\u0435 \u043d\u0435 \u043a\u0440\u0443\u0442\u043e, \u043c\u044b \u0432\u044b\u0431\u0438\u0440\u0430\u0435\u043c \u0426\u0438\u043d\u043a!»,»short_name»:»VK»,»title»:»\u0412\u041a\u043e\u043d\u0442\u0430\u043a\u0442\u0435″,»width»:600,»height»:450},»twitter»:{«url»:»https:\/\/twitter.com\/intent\/tweet?url=https:\/\/vc.ru\/finance\/186925-litiy-ionnye-batarei-uzhe-ne-kruto-my-vybiraem-cink&text=\u041b\u0438\u0442\u0438\u0439-\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0431\u0430\u0442\u0430\u0440\u0435\u0438 \u0443\u0436\u0435 \u043d\u0435 \u043a\u0440\u0443\u0442\u043e, \u043c\u044b \u0432\u044b\u0431\u0438\u0440\u0430\u0435\u043c \u0426\u0438\u043d\u043a!»,»short_name»:»TW»,»title»:»Twitter»,»width»:600,»height»:450},»telegram»:{«url»:»tg:\/\/msg_url?url=https:\/\/vc.ru\/finance\/186925-litiy-ionnye-batarei-uzhe-ne-kruto-my-vybiraem-cink&text=\u041b\u0438\u0442\u0438\u0439-\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0431\u0430\u0442\u0430\u0440\u0435\u0438 \u0443\u0436\u0435 \u043d\u0435 \u043a\u0440\u0443\u0442\u043e, \u043c\u044b \u0432\u044b\u0431\u0438\u0440\u0430\u0435\u043c \u0426\u0438\u043d\u043a!»,»short_name»:»TG»,»title»:»Telegram»,»width»:600,»height»:450},»odnoklassniki»:{«url»:»http:\/\/connect.ok.ru\/dk?st.cmd=WidgetSharePreview&service=odnoklassniki&st.shareUrl=https:\/\/vc.ru\/finance\/186925-litiy-ionnye-batarei-uzhe-ne-kruto-my-vybiraem-cink»,»short_name»:»OK»,»title»:»\u041e\u0434\u043d\u043e\u043a\u043b\u0430\u0441\u0441\u043d\u0438\u043a\u0438″,»width»:600,»height»:450},»email»:{«url»:»mailto:?subject=\u041b\u0438\u0442\u0438\u0439-\u0438\u043e\u043d\u043d\u044b\u0435 \u0431\u0430\u0442\u0430\u0440\u0435\u0438 \u0443\u0436\u0435 \u043d\u0435 \u043a\u0440\u0443\u0442\u043e, \u043c\u044b \u0432\u044b\u0431\u0438\u0440\u0430\u0435\u043c \u0426\u0438\u043d\u043a!&body=https:\/\/vc.ru\/finance\/186925-litiy-ionnye-batarei-uzhe-ne-kruto-my-vybiraem-cink»,»short_name»:»Email»,»title»:»\u041e\u0442\u043f\u0440\u0430\u0432\u0438\u0442\u044c \u043d\u0430 \u043f\u043e\u0447\u0442\u0443″,»width»:600,»height»:450}},»isFavorited»:false}

График генерации электричества в течении дня www.energy.gov

По причине того, что солнечные панели не сохраняют энергию в вечерние пиковые периоды потребления, происходят blackouts (отключение электричества).

Все это подтолкнуло рынок на ускоренное развитие сектора аккумуляторов. Наиболее популярным на сегодня является литий-ионные батареи. Калифорния планирует произвести накопителей с общей емкостью 2400 MW до 2023 года, из которых примерно 90% основаны на литий-ионных технологиях. Правда, по оценкам властей, к 2045 году им потребуется еще от 20 000 до 30 000 MW дополнительной накопленной энергии.

Результат избыточной генерации энергии в дневное время различными источниками www.nrel.gov

Цены на литий продолжают падать, что делает классические аккумуляторы все более и более привлекательными для потребителей. Много компаний выходят на этот высококонкурентный рынок и часто не выживают в ценовой борьбе.

Эта ситуация дала импульс новой аккумуляторной технологии на основе Цинка.

Схема работы продукции компании Zinc8

1. Литий-ионные батареи наиболее эффективны в первые 4 часа использования, далее их кпд падает и требуется новая батарея, а накопители на основе цинка хоть и дольше заряжаются (от 3ех часов), но зато могут давать заряд на большем промежутке времени (до 24 часов). Поэтому литиевые лучше подходят для коротких циклов (электромобили), а цинковые для сохранения энергии на долгих циклах (дома, заводы, ВИЭ)

2. Для сохранения большего количества энергии с помощью литий-ионных батарей, потребуется больше площади, так как нужно поставить большее количество аккумуляторов, при варианте с цинком, увеличение общего объёма емкости займет намного меньше места. За счет этого и цена при масштабируемости будет выгоднее.

3. Батареи, построенные на основе цинка, используют внешний кислород и не так легко воспламеняются, что является серьезной опасностью для литий-ионных аккумуляторных систем, содержащих кислород, заблокированный внутри элемента, они перегреваются, воспламеняются и иногда взрываются.

4. Цинк нетоксичен, в отличие от лития, который при неосторожном обращении может быть опасным для глаз, кожи и дыхательных путей. Сама добыча и утилизация лития крайне не экологичный процесс.

5. Воздушно-цинковые батареи не требуют сложных внешних систем охлаждения.

6. Цинк легко доступен, мировые резервы оцениваются в 250 млн тонн, по сравнению с запасами лития, оцениваемыми всего в 17 млн.

7. Цинк — широкодоступный ресурс, поэтому он дешевле. Цена за тонну цинка в 2 раза меньше лития (даже с учетом того, что литий сейчас находится на исторических минимумах).

Сравнение цен на Цинк и Литий на периоде 5 лет

Теперь о компаниях

Торгуемых не так много, самая крупная — это EOS Energy Storage, торгуется на Nasdaq под тикером EOSE. EOS вышла на биржу через структуру SPAC (Special-purpose acquisition company), что немного упростило процесс размещения, но и пока ограничило от привлечения крупных институциональных инвестиций, так как данный вид инструмента на бирже был создан в первую очередь для дальнейшего слияния или поглощения с другими компаниями. На практике же, компании, использующие SPAC чаще всего, продлевают дату ликвидации внутренним голосованием. Вместе с основным SPAC были выпущены еще и варранты (это право на приобретение основных акций), привязанные к цене EOSE, обычно варранты используются для выплат вознаграждения работникам компании. Они кстати тоже торгуются, но под другим тикером — EOSEW.

EOS позиционирует свою продукцию как решение для сохранения энергии от 3х до 12ти часов. Недавно объединились с финансовой инвестиционной компанией B. Riley Financial, которая поможет им с финансированием, развитием и дальнейшим масштабированием. После сделки 16 ноября EOSE выросла на 30%. Приблизительная оценка бизнеса на момент слияния оценивалась в $500 млн. Текущая капитализация $700 млн. Но тут не идет речи о будущих контрактах и успехах компании, так что дальнейшая премия будет определяться настроением рынка.

Иллюстрация того как EOS планирует решить проблему недостатка энергии на производствах в дневное время EOS Energy

Уже точно, что Eos Energy Storage поставит более 1000 MWh систем хранения энергии на основе цинка в течение следующих двух лет для установок в Колорадо, Нью-Мексико и Техасе после подписания предварительного соглашения с разработчиком Hecate Energy.

EOS — единственная американская компания, вошедшая в список разработчиков гибридной аккумуляторной технологии для Великобритании.

За спиной EOS уже много совместных установок своих систем с лидерами индустрии, в том числе и с Duke Energy.

Прогнозируемый масштаб рынка для EOS EOS Energy

Преимущества технологии на основе цинка в сравнении с литий-ионными батареями EOS Energy

Вторая компания из Канады, Zinc8 Energy Solutions торгуется под тикерам ZAIR на бирже Toronto, так же есть расписки на Nasdaq — MGXRF и Франкфурте — 0E9.

Zinc8

Zinc8 запартнерились с Vijai Electricals для развертывания запатентованной системы Zinc8 Zinc-Air. Кроме того, компании будут изучать потенциал производства компонентов системы Zinc-Air в Индии.

Zinc8 стал победителем конкурса инноваций Департамента строительства Нью-Йорка. Система Zinc-Air была единственным решением для хранения энергии, выбранным в качестве победителя. Победители конкурса получат поддержку при включении в Строительный кодекс Нью-Йорка 2020 года.

Zinc8

Восьмичасовое хранилище Zinc8 стоит около 250 долларов за киловатт-час, 100$ за KWh для 32-часовой системы и 60$ за KWh в течение 100 часов. Между тем, литий-ионные батареи стоят около 300 долларов за KWh при любой продолжительности работы более восьми часов.

EOSE vs ZAIR Bloomberg

Финальные мысли

Обе эти компании убыточны на сегодня и большую часть их расходов составляет R&D (исследования и разработки), как и должно быть у инновационных стартапов. Угадать точный момент, когда рынок начнет закладывать в цену их будущие успехи невозможно, можно лишь надеяться на позитивный новостной поток от новых контрактов и планомерном смещении тренда в новую индустрию. Когда аналитики больших банков доберутся до этих компаний и начнут их покрывать, цены уже могут быть совсем на других уровнях. Большой поток последних позитивных новостей и значительные движения в ценах их акций дает нам право предположить, что движение наверх уже могло начаться.

Finzilla.net

Если понравилась идея, подписывайтесь на нашу бесплатную рассылку с новыми идеями на www.finzilla.net

+ короткие версии на телеграмм канале @finzilla

Литий-ионные батареи для ЦОД: преимущества и недостатки

В трёхфазных источниках бесперебойного питания обычно используются свинцово-кислотные аккумуляторы с регулирующим клапаном (VRLA). Их масса и габариты требуют наличия усиленных несущих конструкций в дата-центрах, а зависимость рабочих характеристик от температуры увеличивает нагрузку на системы кондиционирования. VRLA не особенно долговечны, их регулярная замена ведет к росту операционных издержек.

Из-за отсутствия экономически целесообразной альтернативы инженерам-конструкторам приходилось мириться с недостатками VRLA, однако в последние годы ситуация изменилась. Прежде всего мы говорим о литий-ионных аккумуляторах, использовать которые в ИБП для центров обработки данных ранее мешало отсутствие оптимального баланса цены, удельной энергии, мощности, безопасности и надежности. Благодаря успехам в создании электромобилей, эта проблема была решена. Первые источники бесперебойного питания на литий-ионных батареях вышли на рынок в 2016 году, а сегодня их предлагают все ведущие вендоры. Сегодня данное направление считается наиболее перспективным: согласно отчету Bloomberg New Energy Finance, в 2025 году решения с литий-ионными батареями займут 40% рынка ИБП для дата-центров.

Преимущества литий-ионных батарей

В потребительской электронике обычно используют литиево-кобальтовые батареи емкостью несколько ампер-часов. В источники бесперебойного питания устанавливают литиево-марганцевые прямоугольные ячейки ёмкостью 60 ампер-часов с гораздо более длительным сроком службы и множеством степеней защиты от сбоев. Мониторинг основных параметров работы (температуры, напряжения и силы тока) реализован как на уровне отдельного модуля и даже на уровне отдельной ячейки, так и на уровне шкафа и всей системы в целом — полный контроль процессов зарядки и разрядки здесь необходим для предотвращения критического нагрева и начала необратимых химических процессов. Кроме того, литий-ионные аккумуляторы отличаются более высокой удельной энергией (Вт•ч/кг) и более высокой удельной мощностью (Вт/кг). При аналогичной запасаемой энергии их масса примерно в три раза меньше массы свинцово-кислотных батарей, что уменьшает общую массу системы где-то на 60-80%.

В последние годы центры обработки данных наращивают плотность мощности для более эффективного использования помещений — этот показатель стал одним из важнейших. Компактные литий-ионные батареи позволяют сократить занимаемую системой бесперебойного электроснабжения площадь на 50-80%. Такие батареи требуют меньше времени для зарядки, а также имеют меньший саморазряд, что играет огромную роль в случае частых сбоев электропитания. Когда литий-ионная батарея не используется, она теряет примерно 1-2% заряда в месяц. Самое главное преимущество — длительный срок службы. Свинцово-кислотные батареи работают от 3 до 6 лет, в то время как ресурс некоторых литий-ионных превышает 10 лет. В зависимости от химии, технологии и температуры, они способны выдержать до 5000 циклов заряда-разряда и не требуют технического обслуживания, тогда как для средний показатель свинцово-кислотных аккумуляторов равен 700 циклам заряда.

Совокупная стоимость владения за 10 лет (средний срок службы ИБП для ЦОД) снизилась на 39% по сравнению со свинцово-кислотными батареями — это очень оптимистичная оценка, но минимум 10% экономии получить можно в любом случае. Серьезный недостаток у литий-ионных батарей только один — первоначальные вложения будут значительно выше. Именно поэтому внедрение новых решений началось с крупных центров обработки данных: возможность уменьшить TCO для таких объектов гораздо важнее сиюминутной выгоды, и даже небольшой процент экономии в денежном выражении огромен. Кроме того, компактные батареи позволяют эффективнее задействовать имеющуюся площадь, а надёжная система мониторинга обеспечивает высокую безопасность и стабильную производительность решения. Литий-ионные батареи могут работать при более высоких температурах чем VRLA без потери емкости, это снижает нагрузку на системы охлаждения. Конечно, производители оснащают литий-ионными батареями и однофазные ИБП — существуют модели для самых разных сценариев применения, от крупнейших ЦОДов до промышленных приложений, небольших серверных комнат и даже для отдельных стоек.

Целесообразность замены

Самый главный вопрос, который возникает перед конечным заказчиком: а не пора ли нам перевести свою систему бесперебойного электроснабжения на литий-ионные батареи? Чтобы на него ответить, в первую очередь нужно учесть наличие технической возможности. Не для всех моделей ИБП доступны новые аккумуляторы, также может потребоваться существенное обновление «железа» и встраиваемого ПО. Даже при аналогичном номинальном напряжении характеристики зарядки и разрядки батарей будут различаться.

Ожидаемый срок службы ИБП в дата-центре обычно составляет 10-15 лет. Ресурс свинцово-кислотного аккумулятора — 3-6 лет, а литий-ионного — 10 лет и более. В начале срока эксплуатации ИБП (менее 5 лет) замена выработавших значительную часть ресурса свинцово-кислотных батарей окажется целесообразной — литий-ионные с высокой вероятностью подойдут к концу срока эксплуатации вместе с ИБП. Если жизнь вашего источника бесперебойного питания уже близится к «экватору», срок службы батарей может оказаться более длительным, и в большинстве случаев замена не имеет смысла. В конце срока службы стоит подумать о замене всего ИБП на новое решение с литий-ионными батареями. Тем не менее, даже для достаточно старых ИБП установка дорогих аккумуляторов может оказаться целесообразной — нужно учитывать постоянное снижение цены на них, а также соотношение затрат на обслуживание старой системы и затрат на её полную замену.

Прогнозы и перспективы

Несмотря на то, что ИБП на литий-ионных аккумуляторах серьёзно снижают операционные расходы и уменьшают полную стоимость владения, значительная часть заказчиков до сих пор использует проверенные временем решения на VRLA. Одна из важных причин заключается в том, что использование литий-ионных батарей выгодно на больших временных горизонтах, но капитальные затраты оно увеличивает весьма существенно. В любом случае, интерес заказчиков к новинкам год от года только растёт и дальше он будет только увеличиваться. Для крупных центров обработки данных объём сэкономленных средств может оказаться гигантским, поэтому литий-ионные системы станут все чаще применяться в корпоративном секторе. Литий-ионная химия тоже на месте не стоит — со временем появятся новые решения и технологии, а цена батарей снизится ещё больше

 

▼ Два варианта конфигурации аккумуляторных батарей в ЦОД: VRLA и литий-ионные батареи

Завод по производству литий-ионных аккумуляторов Endicott начнет производство в 2022 году

ЗАКРЫТЬ

Лауреат Нобелевской премии М. Стэнли Уиттингем из Бингемтонского университета после получения Нобелевской премии по химии и исследований, которые он начал много лет назад. Binghamton Press & Sun-Bulletin

M3NY планирует нарастить 32 ГВт-ч мощности за восемь лет, что, по его словам, создаст прямые возможности трудоустройства примерно для 2500 человек

Imperium3 получил заряд в среду, который, как он надеется, будет способствовать развитию экономики в деревне Эндикотт и Большом Бингемтоне на долгие годы.

Imperium3 New York Inc. (iM3NY) объявила о достижении критического порога финансирования, который позволит производителю литий-ионных аккумуляторов построить свой первый Gigafactory, производство которого ожидается в начале 2022 года.

iM3NY обеспечил финансирование в размере 85 миллионов долларов. , в том числе приоритетный обеспеченный срочный заем в размере 50 миллионов долларов США от Riverstone Credit Partners и 35 миллионов долларов США в виде долевого финансирования. Ранее в этом году Magnis Energy Technologies инвестировала 23,6 миллиона долларов в акционерный капитал. iM3NY также располагает производственными активами на сумму 230 миллионов долларов, и компания заявила, что теперь она «полностью профинансирована» с возможностью производства более 1 гигаватт-часа высококачественных литий-ионных аккумуляторных элементов в год.Строительство первой гигафабрики в кампусе Huron в Эндикотте, части бывшего кампуса IBM, уже началось.

«Партнерство, которое мы установили с Riverstone Credit Partners в рамках этих отношений, является важной вехой в достижении нашей цели — быть ведущим поставщиком высокопроизводительных, экологичных и чистых литий-ионных батарей, производимых здесь, в США», — сказал д-р. Шайлеш Упрети, председатель iM3NY.

Купить фото

Банк литий-ионных аккумуляторных элементов производства Charge C4V, который объявил в среду, что они начнут производство в бывшем кампусе IBM Huron в Эндикотте 4 октября 2017 года.(Фото: Патрик Олер / фото персонала)

В дополнение к частным инвестициям, Empire State Development предложила iM3NY стимулы на общую сумму 7,5 миллионов долларов, включая грант на 4 миллиона долларов в рамках инициативы Upstate Revitalization Initiative и 3,5 миллиона долларов в виде налоговых льгот по программе Excelsior Jobs Program в обмен за обязательства по созданию рабочих мест для проекта iM3NY.

Компания заявила, что ее Gigafactory, как ожидается, принесет значительную экономическую выгоду в регион Эндикотт, ранее являвшийся домом для IBM и других крупных работодателей.В течение следующего года iM3NY планирует нанять около 150 человек на производстве и в штаб-квартире, прилегающей к фабрике. Компания прогнозирует «существенный» рост в течение следующего десятилетия, при этом штат сотрудников будет быстро увеличиваться для удовлетворения спроса.

iM3NY планирует увеличить мощность 32 ГВтч за восемь лет, что, по его словам, создаст прямые возможности трудоустройства примерно для 2500 человек. Ожидается, что волновой эффект будет включать дополнительные инвестиции и возможности трудоустройства, поскольку партнеры по цепочке поставок размещаются вместе с Endicott для лучшей интеграции с iM3NY Gigafactory.

Объявление было сделано после того, как деревенские власти и жители приняли сторону по поводу утилизации литий-ионных аккумуляторов в том же кампусе.

Технология аккумуляторов родилась в округе Брум

Профессор Бингемтонского университета М. Стэнли Уиттингем (слева) получает Нобелевскую премию по химии от короля Швеции Карла Густава в Стокгольмском концертном зале. (Фото: Йонас Экстромер, AP)

iM3NY — продукт округа Брум, созданный в результате сотрудничества между Dr.Упрети и заслуженный профессор Бингемтонского университета Стэнли Уиттингем, лауреат Нобелевской премии за свою работу по разработке литий-ионных батарей.

iM3NY теперь имеет эксклюзивное североамериканское технологическое лицензионное соглашение с Charge CCCV LLC, научно-исследовательской компанией из Бингемтона, которая владеет запатентованными технологиями в разработке и проектировании экологически чистых литий-ионных аккумуляторов. C4V был основан Упрети, который продолжил работать с Уиттингемом. C4V получает обширную поддержку со стороны инфраструктуры Бингемтонского университета, в том числе Северо-Восточного центра по хранению химической энергии и программы инкубаторов Бингемтона с комплексами Start-Up Suite и инкубатора южного уровня Коффмана.

«Мы рады, что экологически чистые энергетические технологии, разработанные нашими компаниями-инкубаторами C4V и IM3NY, приведут к значительному экономическому воздействию на региональную экономику», — сказал д-р Пер Стромхауг, помощник вице-президента по инновациям и экономическому развитию Университета Бингемтона.

Купить фото

Шайлеш Упрети, президент Charge C4V, говорит во время объявления о том, что они начнут производство в бывшем кампусе IBM Huron в Эндикотте в среду, 4 октября 2017 года. В аккумуляторах первого поколения будет использоваться запатентованный C4V технологический процесс биоминерализации для производства более емких, безопасных, более длительных циклов работы и более дешевых аккумуляторов по сравнению с конкурентами.iM3NY планирует свою «революционную технологию» для поддержки агрессивного роста на международных рынках. В Соединенных Штатах iM3NY является частью цепочки поставок Министерства обороны и поддерживает электрификацию нескольких крупных корпораций США.

Компания iM3NY считает, что ее батареи будут играть ключевую роль в сокращении выбросов углерода и обеспечении более зеленой планеты.

И Magnis, и Riverstone подчеркнули приверженность экологически устойчивым технологиям для поддержки инвестиций в iM3NY.

«Мы очень гордимся тем, что поддерживаем iM3NY в этом проекте и технологии, которые соответствуют нашей глобальной стратегии по поощрению декарбонизации планеты и созданию лучшей окружающей среды для будущих поколений», — сказал Дэниел Фланнери, управляющий директор Riverstone.

С Крисом Поттером можно связаться по адресу [email protected] или в Twitter @ ChrisPotter413. Чтобы получить неограниченный доступ к последним новостям, пожалуйста, подпишитесь или активируйте свою цифровую учетную запись сегодня.

Прочтите или поделитесь этой историей: https: // www.pressconnects.com/story/money/2021/04/21/endicott-ny-lithium-ion-battery-plant-begin-production-2022/7318704002/

Soteria и SVOLT продадут литий-ионный аккумулятор без теплового разгона Ячейка

Обязательно покажите эту статью всем, кто говорит, что технология литий-ионных аккумуляторов не может развиваться дальше. Сотерия поразительным образом решила одну из основных проблем безопасности, которую они представляют. Мало того: решение скоро будет доступно клиентам через SVOLT.Эти компании обещают, что вы не услышите о тепловом разгоне их элементов, как показано на видео выше.

Короткое замыкание обычно вызывает эти события в батареях. Когда это происходит, температура внутри элемента повышается, разделители расплавляются и катод напрямую контактирует с анодом, в результате чего выделяется еще больше тепла. Когда аккумулятор поражен, это вызывает ту же проблему в соседних ячейках, что приводит к катастрофическим пожарам в электромобилях.

По словам Сотерии, это потому, что нынешние батареи задуманы неправильно. У них есть прочные металлические токосъемники, которые могут передавать энергию всей ячейки на короткое замыкание, вызванное дефектом — например, в отзыве Hyundai Kona Electric — или дендритами, которые перфорируют сепараторы.

Сотерия перевернула ситуацию: он создал термически нестабильные металлические токосъемники и устойчивый сепаратор. На видео ниже сравнивается поведение обычных сепараторов в присутствии тепла по сравнению с сепаратором, созданным Сотерией.

Сепараторы посередине и слева изготовлены из керамики и пластика. Справа — Dreamweaver, материал, разработанный Сотерией. Вы можете увидеть, как пластиковые и керамические разделители сразу же сжимаются и исчезают при пожаре. Dreamweaver горит, но не сжимается и не тает. Другими словами, он все еще выполняет свою работу по разделению анода и катода.

Dreamweaver — это продукт на флизелиновой основе.В то время как пластиковый сепаратор выдерживает температуру от 110ºC (230ºF) до 130ºC (266ºF), сепаратор Soteria выдерживает температуру 300ºC (572ºF). Он может использовать арамидные волокна для повышения термического сопротивления до 550ºC (1022ºF). Его состав способствует ускорению образования клеток. Проверьте, насколько быстрее он позволяет жидкому электролиту растекаться. По словам Сотерии, это в 40 раз быстрее.

Что касается электродов, Сотерия заменила сплошную медную фольгу на анодной стороне и сплошную алюминиевую фольгу на катодной стороне пластиковой.Другими словами, вместо сплошной медной фольги, покрытой в качестве анода, используется металлизированный медью пластик. На катоде вы также найдете металлизированный алюминиевый пластик. Активные материалы, покрывающие твердую металлическую фольгу, все еще там.

Когда в какой-либо части элемента происходит чрезмерное нагревание, тонкая металлизированная пластиковая пленка плавится в том месте, где на нее воздействуют. Это заставляет его работать как предохранитель в той части, где произошел дефект. Поскольку разделитель Dreamweaver все еще выполняет свою часть работы, аккумулятор продолжает работать.Дрон внизу с перфорированной ячейкой Сотерия доказывает это.

Критики могут сказать, что это все теоретически и что потребителям придется подождать, чтобы извлечь выгоду из этих нововведений, но это определенно не так. О Сотерии мы узнали из совместного пресс-релиза со SVOLT. Китайский производитель батарей объявил, что элементы с этими усовершенствованиями поступят в продажу в третьем квартале 2021 года.

Ни одна из организаций до сих пор не раскрывала никаких электромобилей для представления этих новостных ячеек.Однако мы уверены, что скоро мы узнаем о первом транспортном средстве, которое их заполучило.

По словам Сотерии, его технология совместима с различными химическими соединениями, такими как NMC811, NMC523, NMC622, LFP, LCO и т. Д. Сотерия также подчеркивает, что лицензировать эти материалы стремится не компания, а консорциум компаний. и методы производства как можно большему количеству производителей ячеек. Вот почему ее полное название — Soteria Battery Innovation Group. Члены консорциума уже произвели множество карманных ячеек «от 1Ah-25Ah и 60Ah», не считая «18650 и 21700 с цилиндрической стороной».”

С точки зрения производственных затрат, сепаратор Dreamweaver либо стоит столько же, либо немного дешевле традиционных материалов. Что касается тонких металлизированных пластиковых пленок, они удаляют 90 процентов металла, используемого в современных батареях. Это означает, что эти элементы легче и дешевле в производстве.

Консорциум также хочет установить «агрессивные стандарты испытаний», чтобы подчеркнуть, насколько безопаснее могут быть батареи Soteria, и добиться принятия этих стандартов во всем мире.Если концепция окажется успешной, все современные электромобили могут устареть.

4 Фото

Клиенты могут начать спрашивать, зачем рисковать, управляя чем-то, что может сгореть дотла, если что-то пойдет не так, если батареи Сотерия могут устранить этот риск. Похоже, что даже твердотельные батареи могут нуждаться в улучшении своей игры, прежде чем она даже начнется: батареи Soteria уже представляют одно из их самых больших преимуществ.

Финансирование гигафабрики литий-ионных аккумуляторов | WIVT

ЭНДИКОТ, Нью-Йорк — захватывающие новости из Endicott, поскольку здание бывшего завода IBM готово оказаться в авангарде высокотехнологичного производства аккумуляторов с использованием технологий, разработанных в Большом Бингемтоне.

Джеки Гиллис из

NewsChannel 34 присоединяется к нам в студии и рассказывает больше о компании, которой руководил лауреат Нобелевской премии Стэн Уиттингем.

Imperium 3 New York вчера объявила, что у нее есть деньги, необходимые для начала производства высококачественных литий-ионных аккумуляторных элементов в кампусе Huron через 12 месяцев.

Исследователь Шайлеш Упрети провела пресс-конференцию в инкубаторе Коффмана в Бингемтоне, к которой присоединились по программе Zoom профессор Бингемтонского университета Уиттингем, инвесторы и другие руководители компании.

Upreti основал компанию C-4-V, которая разработала литий-ионную технологию, лицензированную для Imperium 3, для изготовления строительных блоков аккумуляторных элементов, которые могут использоваться для питания электромобилей, зданий и других промышленных целей.

Частная инвестиционная компания Riverstone возглавляет группу инвесторов, вкладывающих в проект 85 миллионов долларов, которых достаточно для начала закупки сырья, модернизации предприятия и найма до 150 рабочих.

Пол Стрэттон — старший вице-президент по продажам и маркетингу.

«Мы открыты для бизнеса. Мы разговаривали со многими людьми, мы много обсуждали с клиентами, и теперь мы наконец можем сказать, что мы получили финансирование, что мы движемся вперед. Мы будем производить продукт, который будет доступен для поставки в 2022 и 2023 годах. И нам нечего делать, кроме как расти », — говорит Стрэттон.

Upreti говорит, что Imperium 3 уже имеет контракты на 450 миллионов долларов на аккумуляторные элементы и уже приобрела оборудование на 230 миллионов долларов для их производства.

Упрети работал с Уиттингемом в его лаборатории в BU.

Whittingham получил Нобелевскую премию по химии 2019 года за изобретение литий-ионной батареи.

Он говорит, что этот проект знаменует собой первый случай, когда литий-ионная технология, разработанная в США и Великобритании, коммерциализируется в Штатах.

«Я очень горжусь Шайлешем за это. Я работаю с Шайлешем более 10 лет. Я считаю, что это отличная вещь для Эндикотта, отличная вещь для округа Брум, штата Нью-Йорк и всей страны », — говорит Уиттингем.

Imperium 3 заявляет, что запатентованная технология будет производить батареи большей емкости, безопаснее и дешевле, чем у конкурентов.

Вскоре начнутся работы по созданию того, что называется гигафабрикой, с целью начать производство более 1 гигаватт-часа литий-ионных аккумуляторных элементов в год к этому времени в следующем году.

Imperium 3 ставит перед собой высокие цели по расширению, чтобы в конечном итоге производить 32 гигаватт-часа мощности за 8 лет, нанять 25 сотен человек и установить партнеров по цепочке поставок в Большом Бингемтоне.

Аккумулятор нового типа может заряжаться в 10 раз быстрее, чем литий-ионные модели

Перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторы

можно найти повсюду: от смартфонов до ноутбуков, от наушников до игровых устройств и многого другого.

Но хотя удобство этой повсеместной (и удостоенной Нобелевской премии) химии аккумуляторов радикально изменило способ использования и зарядки портативных устройств, литий-ионный аккумулятор далек от совершенства.

Характеристики литий-ионных аккумуляторов со временем ухудшаются, а иногда неисправности аккумуляторных элементов могут привести к перегреву и опасному возгоранию — компаниям иногда приходится в срочном порядке отзывать продукцию, которая может взорваться без предупреждения.

И, как может подтвердить любой владелец смартфона, планшета или ноутбука, зарядка литий-ионных аккумуляторов может быть медленным и трудоемким процессом. По этому поводу у ученых есть хорошие новости.

Исследователи в России разработали новый тип аккумуляторной технологии, который, по их словам, может заряжаться примерно в 10 раз быстрее, чем существующие литий-ионные аккумуляторы — ускорение, которое могло бы дать огромные преимущества экономии времени, если бы оно было развернуто в повседневных устройствах.

«Аккумулятор, изготовленный с использованием нашего полимера, заряжается за секунды — примерно в 10 раз быстрее, чем традиционный литий-ионный аккумулятор», — говорит исследователь электрохимии Олег Левин из Санкт-Петербургского университета.«Это уже было продемонстрировано серией экспериментов».

Ключом к новым батареям является своего рода окислительно-восстановительный полимер на основе нитроксила, материал, который может подвергаться обратимому окислению (потеря электронов) и восстановлению (усиление электронов) при разряде и зарядке.

В этом случае используемый окислительно-восстановительный полимер представляет собой синтезированную форму NiSalen (никель-сален), металлсодержащего металлополимера, в котором цепи атомов никеля и салена действуют как молекулярные проволоки для повышения электронной проводимости, что является ограничение полимерных батарей на основе нитроксила.

«В полимерах на основе нитроксила единственный путь переноса заряда — это прыжки электронов между соседними окислительно-восстановительными центрами, которые происходят быстро в микроскопическом масштабе», — объясняют исследователи в своем исследовании.

«Несмотря на это, макроскопическая электронная проводимость материала на основе нитроксила кажется очень низкой».

В ходе испытаний исследователи исследовали ряд различных типов полимеров, но химический состав NiSalen оказался единственным устройством, которое оказалось стабильным и эффективным благодаря тому, как структуры никеля и салена работали как проводящая основа.Структуры одновременно действовали как сборщик заряда для нитроксильных подвесок, а также поддерживали окислительно-восстановительную способность вещества.

Устройство также хорошо работает при низких температурах, чего нельзя сказать о термочувствительных литий-ионных аккумуляторах. Однако не то чтобы быстрый NiSalen обязательно идеален во всех областях.

«На данном этапе он все еще отстает по емкости — на 30-40 процентов ниже, чем у литий-ионных аккумуляторов», — говорит Левин.

«В настоящее время мы работаем над улучшением этого показателя при сохранении скорости заряда-разряда».

Теоретически полимеры на основе нитроксила должны в конечном итоге обладать хорошим емкостным потенциалом, поэтому, возможно, команда решит, как настроить аккумулятор так, чтобы он обеспечивал хороший запас заряда в дополнение к привлекательной проводимости, — это лишь вопрос времени.

Можно надеяться, потому что, помимо увеличения заряда, есть и другие существенные преимущества, которые этот тип батареи может предоставить.

«Это безопасно в использовании — нет ничего, что могло бы создать опасность возгорания, в отличие от широко распространенных сегодня кобальтовых батарей [включая литий-ионные батареи]», — говорит Левин.

«Он также содержит значительно меньше металлов, которые могут нанести вред окружающей среде. Никель присутствует в нашем полимере в небольшом количестве, но его гораздо меньше, чем в литий-ионных батареях».

Результаты представлены в Batteries and Supercaps .

Утилизация литий-ионных аккумуляторов и запуск производства привлек 20 миллионов долларов от мировых лидеров отрасли

«Battery Resourcers находится на пороге революции в цепочке поставок литий-ионных аккумуляторов.«

Твитнуть

Финансирование будет направлено на развитие промышленного перерабатывающего предприятия с годовой мощностью переработки 10 000 тонн аккумуляторов — или аккумуляторов примерно от 20 000 электромобилей (EV) в год.

В отличие от других компаний по переработке аккумуляторов, Battery Resourcers предлагает принципиально новый подход к производству литий-ионных аккумуляторов, начиная со смешанного потока использованных литий-ионных аккумуляторов и заканчивая производством готовых, готовых к использованию катодных активных материалов.При извлечении металла 97% компания Battery Resourcers может производить активные катодные материалы на основе никель-марганец-кобальта (NMC) со снижением затрат на 35%, сокращением выбросов на 32% и снижением энергопотребления на 13% по сравнению с производством чистого катода.

Компания также разрабатывает новый процесс извлечения и очистки графита, который позволит возвращать как катодные, так и анодные активные материалы производителям новых батарей.

«Battery Resourcers находится на пороге революции в цепочке поставок литий-ионных аккумуляторов», — сказал генеральный директор Battery Resourcers Майк О’Кронли.«Возможность превращать лом и отработанные аккумуляторные материалы в готовый катодный активный материал, который можно напрямую использовать при изготовлении новых аккумуляторов, способствует повышению прибыльности и стабильности экосистемы литий-ионных аккумуляторов. Наши инвестиционные партнеры разделяют наше видение и страсть за масштабирование этого революционного процесса для поддержки цепочки поставок материалов для аккумуляторов ».

О’Кронли сказал, что Battery Resourcers также помогает индустрии электромобилей решать несколько сложных экологических и нормативных вопросов.Поскольку литий-ионные батареи выбрасываются во время производства или достигают конца своего срока службы, поиск новых способов переработки и повторного использования материалов снизит зависимость от добытых металлов, что создает серьезные экологические и социальные проблемы. Кроме того, в ближайшие годы появятся миллионы электромобилей, и новые правила требуют переработки отработанных батарей и использования переработанных металлов в новых батареях.

Самир Бхарадвадж, генеральный директор Orbia, сказал: «Переработка критически важных компонентов батареи в активный катодный материал — это значительный скачок в достижении устойчивого и масштабируемого производства литий-ионных батарей.Интегрируя процессы уточнения и разработки материалов, мы считаем, что подход Battery Resourcers может стабилизировать цепочку поставок катодов в Северной Америке, одновременно ускоряя переход к чистому, замкнутому будущему — цель, в которую мы очень много инвестируем в Orbia, поскольку мы стремимся создавать инновационные продукты. решения, которые улучшают жизнь во всем мире ».

Battery Resourcers была основана в 2015 году в Вустере, штат Массачусетс, в качестве ответвления лаборатории профессора Яна Вана из Вустерского политехнического института. При поддержке Консорциума перспективных аккумуляторов США (USABC) Компания Battery Resourcers разработала технологию преобразования смешанных потоков литий-ионных батарей, независимо от их химического состава, для производства различных катодных активных материалов на основе никель-марганец-кобальта (NMC).Ключевым преимуществом этого процесса является то, что он берет старый материал батареи и «стирает» всю память о предыдущем химическом составе батареи, а затем создает новый, готовый катодный активный материал, который можно напрямую использовать для производства литий-ионных батарей текущего поколения.

О БАТАРЕЙНЫХ РЕСУРСАХ
Компания Battery Resourcers, расположенная в Вустере, штат Массачусетс, осуществляет самый эффективный в мире процесс переработки литий-ионных аккумуляторов. Battery Resourcers, вертикально интегрированная компания по переработке, переработке и разработке материалов, превращает отработанные батареи и производственный лом непосредственно в новый катодный активный материал, готовый к использованию в аккумуляторных батареях, со значительным сокращением затрат, выбросов и энергопотребления.Основанная в 2015 году, компания производит готовые катодно-активные материалы класса EV, которые работают так же хорошо, как и ведущие в отрасли бренды.

SOURCE Battery Resourcers

Ссылки по теме

https://www.batteryresourcers.com/

Преимущества и ограничения литий-ионной батареи

В течение многих лет никель-кадмиевый аккумулятор был единственным подходящим аккумулятором для портативного оборудования от беспроводной связи до мобильных компьютеров. В начале 1990-х появились металлогидридные никель-металлогидридные и литий-ионные продукты, которые боролись лицом к лицу за признание потребителей.Сегодня литий-ионные аккумуляторы — это наиболее быстро развивающаяся и многообещающая химия для аккумуляторов.

Литий-ионный аккумулятор

Пионерские работы с литиевой батареей начались в 1912 году под руководством Г. Льюиса, но только в начале 1970-х годов, когда в продажу поступили первые неперезаряжаемые литиевые батареи. литий — самый легкий из всех металлов, имеет наибольший электрохимический потенциал и обеспечивает наибольшую удельную энергию для веса.

Попытки разработать перезаряжаемые литиевые батареи потерпели неудачу из-за проблем с безопасностью.Из-за присущей металлическому литию нестабильности, особенно во время зарядки, исследования переключились на неметаллическую литиевую батарею, использующую ионы лития. Хотя литий-ионный аккумулятор немного ниже по плотности энергии, чем металлический литий, он безопасен при соблюдении определенных мер предосторожности при зарядке и разрядке. В 1991 году корпорация Sony выпустила на рынок первый литий-ионный аккумулятор. Другие производители последовали их примеру.

Плотность энергии литий-иона обычно вдвое больше, чем у стандартного никель-кадмиевого сплава.Есть потенциал для более высоких плотностей энергии. Нагрузочные характеристики достаточно хорошие и с точки зрения разряда ведут себя так же, как никель-кадмиевые. Высокое напряжение ячеек 3,6 В позволяет создавать аккумуляторные блоки только с одним элементом. Большинство современных мобильных телефонов работают на одной соте. Для блока на основе никеля потребуются три последовательно соединенных 1,2-вольтовых элемента.

Литий-ионная батарея не требует особого обслуживания, а это преимущество, на которое не может претендовать большинство других химикатов. Память отсутствует, и для продления срока службы батареи не требуется регулярных циклов.Кроме того, саморазряд меньше чем наполовину по сравнению с никель-кадмиевым, что делает литий-ионные аккумуляторы хорошо подходящими для современных датчиков уровня топлива. литий-ионные элементы при утилизации не причиняют особого вреда.

Несмотря на свои общие преимущества, литий-ионный имеет свои недостатки. Он хрупкий и требует схемы защиты для обеспечения безопасной работы. Схема защиты, встроенная в каждую батарею, ограничивает пиковое напряжение каждой ячейки во время зарядки и предотвращает слишком низкое падение напряжения ячейки при разряде.Кроме того, контролируется температура ячейки, чтобы предотвратить перепады температур. Максимальный ток заряда и разряда на большинстве блоков ограничен от 1С до 2С. При соблюдении этих мер предосторожности возможность появления металлического литиевого покрытия из-за перезарядки практически исключается.

Старение является проблемой для большинства литий-ионных аккумуляторов, и многие производители умалчивают об этой проблеме. Некоторое ухудшение емкости заметно через год, независимо от того, используется аккумулятор или нет.Батарея часто выходит из строя через два-три года. Следует отметить, что другие химические вещества также обладают возрастными дегенеративными эффектами. Это особенно верно для никель-металлогидрида при воздействии высоких температур окружающей среды. В то же время известно, что литий-ионные аккумуляторы в некоторых приложениях служат пять лет.

Производители постоянно совершенствуют литий-ионные. Новые и улучшенные химические комбинации вводятся каждые шесть месяцев или около того. При таком быстром прогрессе сложно оценить, насколько долго обновленная батарея устареет.

Хранение в прохладном месте замедляет процесс старения литий-ионных (и других химических веществ). Производители рекомендуют хранить при температуре 15 ° C (59 ° F). Кроме того, при хранении аккумулятор должен быть частично заряжен. Производитель рекомендует заряд 40%.

Самый экономичный литий-ионный аккумулятор с точки зрения удельной стоимости — это цилиндрический 18650 (размер 18 мм x 65,2 мм). Эта ячейка используется для мобильных вычислений и других приложений, не требующих ультратонкой геометрии.Если требуется тонкий корпус, лучшим выбором будет призматический литий-ионный элемент. Эти клетки имеют более высокую стоимость с точки зрения накопленной энергии.

Преимущества

• Высокая плотность энергии — потенциал для еще более высоких мощностей.
  
• В новом состоянии не требует длительного грунтования. Достаточно одной регулярной зарядки.
  
• Относительно низкий саморазряд — саморазряд в два раза меньше, чем у никелевых аккумуляторов.
  
• Низкие эксплуатационные расходы — периодическая разрядка не требуется; нет памяти.
  
• Специальные элементы могут обеспечивать очень высокий ток для таких приложений, как электроинструменты.

Ограничения

• Требуется схема защиты для поддержания напряжения и тока в безопасных пределах.
  
• Подвержены старению, даже если они не используются — хранение в прохладном месте при 40% -ном заряде снижает эффект старения.
  
• Ограничения на транспортировку — отгрузка больших объемов может подлежать регулирующему контролю.Это ограничение не распространяется на ручные аккумуляторные батареи.
  
• Дороговизна в производстве — примерно на 40 процентов дороже, чем никель-кадмиевые.
  
• Не до конца зрелые — металлы и химия постоянно меняются.

Литий-полимерный аккумулятор

Литий-полимерный отличается от обычных аккумуляторных систем типом используемого электролита. В оригинальной конструкции 1970-х годов используется сухой твердый полимерный электролит.Этот электролит напоминает пластиковую пленку, которая не проводит электричество, но позволяет обмениваться ионами (электрически заряженными атомами или группами атомов). Полимерный электролит заменяет традиционный пористый сепаратор, пропитанный электролитом.

Конструкция из сухого полимера предлагает упрощения в отношении изготовления, прочности, безопасности и геометрии тонкого профиля. При толщине ячеек всего один миллиметр (0,039 дюйма) конструкторы оборудования предоставлены самому себе в плане формы, формы и размера.

К сожалению, сухой литий-полимер имеет плохую проводимость. Внутреннее сопротивление слишком велико и не может обеспечить всплески тока, необходимые для питания современных устройств связи и раскрутки жестких дисков мобильного вычислительного оборудования. Нагревание ячейки до 60 ° C (140 ° F) и выше увеличивает проводимость, что не подходит для портативных приложений.

Для компромисса было добавлено немного гелеобразного электролита. В коммерческих элементах используется мембрана сепаратор / электролит, изготовленная из того же традиционного пористого полиэтилена или полипропиленового сепаратора, заполненного полимером, который загустевает при заполнении жидким электролитом.Таким образом, коммерческие литий-ионные полимерные элементы очень похожи по химическому составу и материалам на их аналоги с жидким электролитом.

Литий-ионный полимер не прижился так быстро, как ожидали некоторые аналитики. Его превосходство над другими системами и низкие производственные затраты не были реализованы. Никаких улучшений в увеличении емкости не достигается — фактически, емкость немного меньше, чем у стандартной литий-ионной батареи. Литий-ионный полимер находит свою рыночную нишу в тонких пластинах, таких как батареи для кредитных карт и другие подобные приложения.

Преимущества

• Очень низкий профиль — возможны батареи, напоминающие профиль кредитной карты.
• Гибкий форм-фактор — производители не ограничиваются стандартными форматами ячеек. При большом объеме можно экономично произвести любой разумный размер.
• Легкие гелеобразные электролиты позволяют упростить упаковку за счет отсутствия металлической оболочки.
• Повышенная безопасность — более устойчивая к перезарядке; меньше шансов на утечку электролита.

Ограничения

• Более низкая плотность энергии и меньшее количество циклов по сравнению с литий-ионным.
• Дорого в производстве.
• Стандартных размеров нет. Большинство ячеек производится для массовых потребительских рынков.
• Более высокое соотношение стоимости и энергии, чем у литий-ионного

Ограничения по содержанию лития для авиаперевозок

Авиапутешественники задают вопрос: «Сколько лития в батарее мне разрешено брать с собой на борт?» Мы различаем два типа аккумуляторов: литий-металлические и литий-ионные.
Большинство литий-металлических батарей не подлежат перезарядке и используются в пленочных фотоаппаратах. Литий-ионные аккумуляторы служат для питания ноутбуков, сотовых телефонов и видеокамер. Батареи обоих типов, включая запасные, разрешены в ручной клади, но не могут превышать следующего содержания лития:
— 2 грамма для литий-металлических или литиевых батарей
— 8 граммов для литий-ионных аккумуляторов

Литий-ионные аккумуляторы весом более 8 граммов, но не более 25 граммов могут перевозиться в ручной клади, если они имеют индивидуальную защиту от короткого замыкания и ограничены двумя запасными батареями на человека.

Как узнать содержание лития в литий-ионной батарее? С теоретической точки зрения в типичной литий-ионной батарее нет металлического лития. Однако необходимо учитывать эквивалентное содержание лития. Для литий-ионного элемента это рассчитывается как 0,3 номинальной емкости (в ампер-часах).

Пример: Литий-ионный аккумулятор емкостью 2 Ач 18650 содержит 0,6 грамма лития. На типичном аккумуляторе 60 Вт · ч для ноутбука с 8 ячейками (4 последовательно и 2 параллельно) это в сумме дает 4.8г. Максимальный аккумулятор, который вы можете взять с собой, — 96 Вт · ч, чтобы не превышать 8-граммовый предел ООН. Этот пакет может включать ячейки 2,2 Ач в структуре из 12 ячеек (4s3p). Если бы вместо этого использовалась ячейка 2,4 Ач, необходимо было бы ограничить батарею 9 ячейками (3s3p).

Ограничения на отгрузку литий-ионных аккумуляторов

• Любой, кто отправляет литий-ионные аккумуляторы оптом, несет ответственность за соблюдение правил перевозки. Это касается внутренних и международных перевозок по суше, морю и воздуху.
  
• Литий-ионные элементы, эквивалентное содержание лития которых превышает 1,5 грамма или 8 граммов на аккумуляторную батарею, должны транспортироваться как «прочие опасные материалы класса 9». Емкость элементов и количество элементов в упаковке определяют содержание лития.
  
• Исключение составляют упаковки, содержащие менее 8 граммов лития. Однако, если посылка содержит более 24 литиевых элементов или 12 литий-ионных аккумуляторных батарей, потребуются специальная маркировка и отгрузочные документы.На каждой упаковке должно быть указано, что она содержит литиевые батареи.
  
• Все литий-ионные батареи должны быть испытаны в соответствии со спецификациями, указанными в UN 3090, независимо от содержания лития (Руководство ООН по испытаниям и критериям, часть III, подраздел 38.3). Эта мера предосторожности защищает от транспортировки неисправных батарей.
  
• Элементы и батареи должны быть разделены во избежание короткого замыкания и упакованы в прочные коробки.

*** Пожалуйста, прочтите комментарии ***

Комментарии предназначены для «комментирования», открытого обсуждения среди посетителей сайта.Battery University отслеживает комментарии и понимает важность выражения точек зрения и мнений на общем форуме. Однако при общении необходимо использовать соответствующий язык, избегая спама и дискриминации.

Если у вас есть предложение или вы хотите сообщить об ошибке, воспользуйтесь формой «свяжитесь с нами» или напишите нам по адресу: [email protected]. Нам нравится получать от вас известия, но мы не можем ответить на все запросы. Мы рекомендуем размещать ваш вопрос в разделах комментариев, чтобы Battery University Group (BUG) могла поделиться им.

Или перейти к другому архиву

Литий-ионная батарея

— обзор

7.2.3 Неводные электролиты

В литиево-ионных вторичных батареях почти исключительно используются неводные электролиты в жидкой, гелеобразной или твердой полимерной форме. Жидкие электролиты являются наиболее часто используемой формой и основаны на растворе литиевой соли в одном или нескольких типах органических жидких растворителей. Гелевый электролит представляет собой материал с ионной проводимостью, в котором соль лития и растворители растворены в смеси полимеров, образующих гелеобразную матрицу для раствора.Наконец, твердый электролит — это материал электролита, который находится в форме твердого вещества, а не жидкости или геля.

Как отмечалось ранее в этой главе, электролит представляет собой смесь, состоящую из жидкого карбонатного растворителя, в котором растворена соль лития. Гексафторфосфат лития LiPF _6. — это типичная соль лития, которая используется в неводных электролитах и ​​смешивается с одним или несколькими алкилкарбонатами, такими как этиленкарбонат (EC), диметилкарбонат (DMC), диэтилкарбонат (DEC) или этилметил карбонат (EMC).Семейство алкилкарбонатов чаще всего используется в современных литий-ионных батареях из-за его стабильности с катодами, допускающими напряжения более 4 вольт, приемлемым температурным диапазоном, хорошей проводимостью и в целом низкой токсичностью (Aurbach et al., 2004). Соли, используемые в растворах электролитов, представляют собой анионы или отрицательно заряженные частицы, которые позволяют им образовывать пары с катионами лития. Гексафторфосфат лития используется из-за его высокой проводимости и относительно хороших свойств безопасности. Однако важно отметить, что LiPF ₆ , будучи углеводородом, легко воспламеняется, поэтому, когда элемент выходит из строя и переходит в тепловой режим, электролит сгорает.

Как показано в упрощенном примере на рис. 77, молекула LiPF ₆ состоит из атома фосфата (красный), который связан с шестью атомами фтора (зеленый) с образованием молекулы аниона, которая, в свою очередь, может быть связана с катион лития (серебро). LiPF ₆ образует стабильный интерфейс с алюминиевым токосъемником при высоких потенциалах напряжения. Он также образует стабильный интерфейсный слой SEI с электродами на основе графита. Одна из проблем с LiPF ₆ заключается в том, что он имеет тенденцию абсорбировать воду или подвергаться гидролизу при воздействии окружающей среды и имеет относительно низкое окно термостабильности, что ограничивает температурный диапазон большинства литий-ионных элементов.LiPF ₆ может показывать присутствие примесей, таких как гидрофторуглероды (HF), которые оказывают большое влияние на срок службы и производительность элементов (Henderson, 2014).

Рис. 77. Типичная молекула LiPF6.

В настоящее время разрабатываются и другие соли электролитов: тетрафторборат лития или LiBF ₄ , бис-трифторметан лития LiN (CF ₃ SO ₂ ) ₂ , бис-оксальтоборат лития (LiBOB) и литий. дифлоур (оксальто) борат (LiDBOB). LiBF ₆ вызывает большой интерес на протяжении многих лет, потому что он более термически стабилен и менее подвержен гидролизу, чем LiPF ₆ .Однако он не получил коммерческого использования из-за его гораздо более низкой проводимости, чем LiPF ₆ . Тем не менее, он по-прежнему может иметь преимущества в качестве дополнительной соли. И LiBOB, и LiDBOB предлагают преимущества в улучшении характеристик при высоких температурах и увеличении диапазона верхнего предела напряжения до более 4,5 В для LiBOB и 5,0 В для LiDBOB. Но они также страдают более низкой проводимостью, чем LiPF ₆ , и представляют собой гораздо более сложные молекулы (Dahn & Ehrlich, 2011; Henderson, 2014).

При оценке потенциала новых солей лития они должны не только соответствовать описанным выше эксплуатационным характеристикам, но и быть простыми в производстве при низких затратах и ​​без токсичных химикатов.Они должны обладать низкими гидролизными свойствами, не вступать в реакцию с водой с образованием HF ни при высоких температурах, ни в процессе производства. Это снижает затраты на весь процесс производства ячеек. У них могут быть двухвалентные анионы, а это значит, что им потребуется меньше соли, чтобы сохранить такое же количество катионов. Они должны продолжать действовать как окислительно-восстановительный шаттл и быть термически стабильными. Они должны обеспечивать улучшенные характеристики при низких температурах и должны образовывать стабильные слои SEI с активными материалами и токосъемниками.Наконец, новые соли также должны работать с новыми растворителями (Henderson, 2014).

Растворители, используемые в неводных литий-ионных элементах, обычно представляют собой циклический карбонат, такой как этиленкарбонат (EC), из-за его высокой диэлектрической проницаемости и стабильного образования SEI или пропиленкарбоната (PC). Циклический карбонат представляет собой сложный эфир, органическое соединение, полученное путем замены водорода кислоты алкилом слабой угольной кислоты. Но EC страдает от высокой вязкости и низкой температуры плавления (36 ° C), что означает, что обычно требуется добавка в качестве разбавителя в форме линейного карбоната, такого как диметилкарбонат (DMC), диэтилкарбонат (DEC) или этилметилкарбонат (EMC) (An et al., 2016). Добавление DMC обеспечивает лучшую электролитическую проводимость, улучшая более высокие энергетические характеристики в приложениях.

Соли лития обычно составляют примерно от 30% до 50% концентрации электролита в расчете на объем, с предпочтительной концентрацией примерно 30% объема. В смеси электролитов часто используется множество различных добавок для достижения различных характеристик. Они могут включать виниленкарбонат (VC), пропенсултон (PES), метиленметандислфонат (MMDS) или трис (триметилсилилфосфит (TTSPi), которые все обсуждались ранее.

Сегодня также продолжаются исследования ряда других растворителей, включая фтор, бор, фосфор и серу. Фторирование анионов, по-видимому, уменьшает взаимодействия анионов и катионов лития, что может увеличить проводимость электролита. Это также может улучшить стабильность при высоких потенциалах напряжения и может улучшить стабильность к окислению и диапазон температур, в котором электролит находится в жидкой форме, и даже может добавить электролиту характеристики негорючести, но за счет растворимости солей лития (Henderson, 2014 ; Ue et al., 2014).

Другая область непрерывных исследований и разработок неводных электролитов — это поиск способов сделать электролиты негорючими. Некоторые подходы к снижению воспламеняемости электролитов включают переход на твердый полимерный электролит, использование ионных жидкостей комнатной температуры в качестве растворителей, использование огнезащитных добавок и сорастворителей, добавление добавок алкилфосфатов и использование неорганических твердых электролитов.