Kasi Kusambizga Carbon ni vichi?

Fundo yikuru njakuti - mukuŵika mtundu wa carbon wakuwonda pa vinthu vya mabatire kuti viŵe vyakulongozga chomene. LFP kwambura carbon coating ili na conductivity pafupifupi 10^-9 S / cm iyo yikukhwaska insulator. Sakanizgani 2-3 wt% carbon coating ndipo mukupokera 10^-3 S / cm, yakukwana kuti mupange batiri lakugwira ntchito.

Tikulongozga ndondomeko zose za CVD na mizere yakuphimbika na kemiko yakunyeŵa pa malo ghithu. CVD yikupereka vyakuyana makora kweni yikudura chomene. Kuphimba kwakunyeŵa kukugwira ntchito makora pa mapulogalamu ghanandi ndipo vipangizo ni vipusu.

Wonani nkhongono zithu zakuvwara CVD kuti mumanye vinandi pa chisankho cha pachanya -}.

Chifukwa wuli Vinthu vya Coat na Carbon?

Ma cathodes ghanandi gha phosphades ghakukhumbikwira. Nthowa ya magesi ya magesi njakofya kwambura kuvwara. phosphate ya iron, phosphate ya manganese - nkhani yimoza. Nanga ni maboti ghanyake gha oxide ghakusanga candulo na kuphaka usange mukukankhira C - vigaŵa.

Kuphimbaso kukugwiraso ntchito nga ni chigaŵa chakuvikilira pakati pa cathode na electrolyte. Ici cikukhumbikwa comene pa nyengo yakuzizima apo vyakuchitika vya pambali vikuchimbira mwaluŵiro. Tikawona kuti umoyo wa msinkhu ukusintha 40-50% kufuma waka pa vyakuvwara, chomenechomene para maselo ghakwenda pachanya pa 45℃.

Silicon anodes ni nyama yakupambana. Kukuzga volume pa nyengo ya njinga (300-400%) kuzamuŵa na vyakuvwara vinandi. Mukukhumbikwira kuti carbon yiŵe yakusinthasintha panji kuphimba kukutondeka pamanyuma pa nyengo yichoko waka. Tikagwiranga ntchito pa suzgo ili vyaka vitatu pambere tindasange nthowa iyo yikajumpha nadi pa 200.

Nthowa yakuchizgirako CVD

Kuŵika kwathu kwa CVD kukugwiriskira ncito mphepo ya acetylene panji ya methane pa 650-750℃. Viŵelengero vya flow vikuthemba pa kukura kwa balu - chomenechomene 50-200 sccm pa batch ya 100 kg. Mpweya ukuvunda pa malo ghakukhalako ndipo ukupanga mtundu wa carbon.

Kulaŵilira kwakuyezgayezga ni nyengo na nyengo yakuzizima . 30 pa 700℃kukupangiskani pafupifupi 5-8 nm mwakuyana na substrate. Usange mukukhumba vyakuvwara vyakukhozga mukuvichimbira nyengo yitali, kweni wonani kuti vikukanizga pore chomenechomene na vinthu vya pa malo ghapachanya.

Ivyo vili mu graphic ivyo vili mu CVD carbon ni vyapachanya chomene kuluska nthowa za kemikali zakunyeŵa, icho chikung’anamura kuti vinthu viŵe makora. Acetylene wakupereka carbon yinandi ya graphic kuluska methane kweni ni vyakudura chomene ndiposo vyakupweteka chomene kuti vichitenge makora.

Kukura kwa batch pa mzere withu wa CVD kukufuma pa 10 kg kufika pa 200 kg. Ma batches ghakuru ghangachitika kweni kufanana kwa kutentha kukuzgoka nkhani. Tikasambira nthowa iyi yakusuzga - batch ya 500 kg kamoza ndipo kuphimba pa vinthu kufuma pakati pakulimbana na mphepete na mphepete kukaŵa kwakupambanako.

Nthowa Yakunyeŵa

Sakanizgani ufu na mtundu wa glusose, uwume, ndipo pamanyuma pake pyrolyze mu mlengalenga wa nayitrogeni. Magazini gha shuga na kuphimba vigaŵa ivi. Fundo yipusu kweni kuyipa kuyezgelera kwakuyana kunyake kwa kuyezga na kubudiska.

pH ya glucocos solution yikukhumbikwa. Pa vinthu vyakuzirwa nga ni LFP tisunga pH pafupifupi 4-5 mwakuti shuga wakukolerana makora. Sitepe yakuuma njakuzirwa chomene - usange yikuuma mwaluŵiro chomene mukupokera clumping. Tikugwiriskira ncito spray drying sono yikugwira nchito makora comene kuluska ndondomeko yithu yakale yakuuma yakuzungulira.

Kutentha kwa pyrolysis kanandi kukuŵa 500-650℃kwa shuga. Kutentha kwapachanya kukupereka carbon yinandi ya graphitic kweni mukwamba kuwotcha vipambi vya carbon. Citric acid ni chisankho chinyake, yikupereka vyakuchitika vyakuyana waka pa shuga. Makasitomala ŵanyake ŵakutemwa sucrose kweni kuyowoya unenesko tindawonepo mphambano yikuru ya kugwira ntchito.

carbon kufuma ku vyakuvwara vyakunyeŵa chomene ni vya amororus na vinyake vyafupi -zikuru graphitic domains. Conductivity ndiyo yiwemi, kuti ni viwemi yayi nga ni CVD kweni ni viwemi chomene ku mabatire ghanandi. Mtengo uli pafupifupi 40% pasi pa CVD pa kg ya vinthu vyakuphimbika.

Mapulogalamu agho Tikugwira ntchito .

Ma cathode gha LFP ghakwenera kuti ni 70% ya buku lithu lakuvwara. Spec ya Standard ni 2.5 wt% carbon, 8-10 nm thickness. Makasitomala ghanyake ghakukhumba 3% pa ​​mapulogalamu ghapachanya.

Tikuphimbaso anodes ya LTO, nangauli pafupipafupi. Kanandi 1-1.5 wt% carbon yikukwana chifukwa LTO conductivity njaheni yayi nga ni LFP. Kuphimba kukuwovwira na nkhongono yikuru ya mtengo uwo ukukhumbikwa ku mapulogalamu ghakulipira mwaluŵiro.

NCM811 na vinyake vya nickel -rich cathodes nyengo zinyake vikuphatika kuti viŵe vyakukhazikika pa charu chapasi m’malo mwa kulongozga. Kukhota kwakuphimba nkhwakuwonda, panji 3-5 nm, mwakukwana waka kuti kuchepeske kulumikizgana kwakudunjika pakati pa cathode na electrolyte. Ici cikucepeska kusintha kwa vitsulo ivyo ni nthowa yakutondeka ya vinthu ivyo vikuzura na nickel pa magesi ghakuru.

Silicon cocomposite anodes ŵakusuzga. Kuphimba kwakumanyikwa kukugwira ntchito yayi chifukwa cha nkhani ya kukuzga voliyumu. Tikapanga kupanga kwa carbon na elasticity yinyake mwakugwiliskira nchito polymer - carbon iyo yikufuma ku carbon. Icho chikudura chomene kweni ndiyo nthowa yimoza pera iyo tasanga kuti tiŵe na umoyo uwemi wa mzere. Nanga ni nyengo iyo, mukulaŵiska panji 500-800 mzere pambere nkhongono zindafike.

Kampani yinyake ya galimoto yikakhumba kuti tipharazge manganese yawo yakuyezgayezga -rich cathode. Ntchito iyo yikachita yayi - vinthu vikaŵa vyambura kukhazikika pa nyengo ya kuphimba ndipo tikalutilira kuwona kusintha kwa vigaŵa. Nyengo zinyake kupenta ni yankho yayi.

Nambala yeneco kufuma ku Mabatchi Ghakupanga

Mwezi wajumpha tikaphakazga matani 3 gha LFP gha kasitomala wa ku South Korea. Target yikaŵa 2.8 wt% carbon. Ivyo vikasangika pa Batch vikaŵa kufuma pa 2.65% kufika pa 2.95%, ivyo vili mukati mwa ± 0.3% ya kulekelera. Kukonzekera pa pellets yakudinizgika kukaŵa pafupifupi 8.2 x 10^-3 S / cm.

Kuti tiyaniske, chinthu chimoza icho chikalembeka yayi chikapimika 2.1 x 10^-9 S/cm. Icho chili pafupifupi mamiliyoni 4 kusintha kwa conductivity, nangauli kuyezgelera kwa clellet conductivity ku vigaŵa vyakulongozga vya vigaŵa ni nthowa yakukwana yayi.

Kuyezgeka kwa umoyo wa cycle pa maselo gha ndalama (C / 3 charge, C / 3 kutuluka, 2.5-3.8V range) kukalongora nkhongono ya 91% pamanyuma pa 1000 mzere pa 25℃. Chilato cha kasitomala chikaŵa 90% ntheura chikajumpha.

Mitundu iyo yikulongoreka ni ivyo nadi vikukwaniska nadi pakupanga, vigaŵa vya theoretical yayi.

Nkhani Zakukopa Uwemi Tawona

Kupharazga kwambura kukwana ndiyo suzgo lakumanyikwa chomene, chomenechomene na vyakuvwara vyakunyeŵa. Mukumalizga na malo ghambura kanthu pa chigaŵa cha chigaŵa icho chikupanga mtundu wa sonosono apa pa nyengo ya njinga. Ici cikuwoneka nga ni nkhongono zakuzgeŵa pamanyuma pa mzere wa 200-300.

Mabuloko ghakuphaka ghakukhora chomene gha lithiamu. Tikaŵa na batch yimoza apo vyakuvwara vikaŵa 25 nm m’malo mwa kuŵika 10 nm chifukwa cha nkhani ya kulaŵilira kutentha. Kukwaniska kwa mtengo kukawoneka kuti nkhwananga chomene - maselo ghangakwaniska yayi kuseŵezeska 1C kwambura kugwa kwa magesi ghakuzirwa.

Carbon oxidation pa kusunga ni nkhani yinyake. Ufu wa coated ukwenera kusungika pasi pa malo ghakuwomira. Tikaŵa na kasitomala uyo wakasunga vinthu mu nyumba yakusungiramo katundu kwa myezi 6 ndipo carbon iyo yikaŵapo yikakhira kufuma pa 2.5% kufika pa 1.9%. carbon pachokopachoko oxidize mu mlengalenga wakunyeŵa.

Vinthu na Ukada

Furnace yithu yikuru ya CVD yingakwaniska 200 kg magulu. Tili na ng’anjo yichoko ya RD ya 5-10 kg batches apo ŵamakasitomala ŵakukhumba kuyezga kuphimba pa vinthu viphya. Kuzungulira kwa R&D batchs kanandi ndi masabata 1-2. Magulu ghakupanga vinthu ghakutora masabata 3-4 kufuma pa risiti ya vinthu mpaka pa kutumizgika.

Mzere wakuphimbika wakunyeŵa uli na chigaŵa cha pachanya, mpaka 500 kg pa batch. Kanandi chinthu icho chikupangiska kuti munthu waŵe na suzgo ili ni nkhongono yakuwumiramo maji ghakupopera m’malo mwa ng’anjo ya pyrolysis.

Tikusazgirako nkhongono chaka na chaka na ndondomeko yiphya ya CVD, tikwenera kuŵa pa intaneti na Q2 2026. nkhongono za Target ni 300 kg magulu agho ghawovwirenge na ŵanyake ŵa ŵamakasitomala ŵithu ŵakuru.

Ntchito ya kupanga

Usange muli na vinthu ivyo vingaŵapo para mungaviŵika kweni mukusimikizga yayi, tingachita mayeso ghakutukuka. Kanandi unandi wa magalamu 200. Tizamuyezga 2-3 mitundu yakupambanapambana ya vyakuvwara na kupereka viyezgelero vyakuvikilirika pamoza na data ya electrochemical kufuma ku maselo gha ndalama.

Mtengo wa chitukuko ukuthemba pa kuyezga. Kupima kwakwamba kwa kuŵika maselo gha ndalama kukuchitika pafupifupi $ 3500. Usange mukukhumba kuyezgeka kwakukwana kwakuyana na maselo ghakupambanapambana panji utali - nyengo ya njinga tingayowoya nthena padera.

Nkhani yimoza iyo tikuchitira na ntchito ya kupanga vinthu njakuti vyakuchitika vya mu labotale nyengo zose vikung’anamura yayi kuti vipangike. Tikaphakazga chinthu pa 50 gram sikelo iyo yikawonekanga yiwemi chomene, kweni apo tikafika pa 50 kg yakuyana waka yikaŵa yakofya. Kugaŵika kwa kukula kwa vigaŵa vyakupambanapambana kukukhwaska nkharo yakuphimba ndipo nyengo zinyake ivyo vikugwira ntchito vichoko vikugwira ntchito yikuru yayi.

Vinthu vya mtengo

CVD coating yikusazgapo pafupifupi $ 2-4 pa kg ku mtengo wa vinthu mwakuyana na kukura kwa batch na kuphimba. Kuphimba kwa kemiko kwakunyeŵa kuli na $1.50-2.50 pa kg.

Ndondomeko yichoko ya kupanga vyakuvwara vyakupangika kanandi yikuŵa 50 kg. Pansi pa mtengo wa kuŵika kukupangiska kuti viŵe vyambura kugwira ntchito. Pa unandi wa chitukuko pasi pa 50 kg tikulipira ndalama zakuŵika.

Usange mukugura vinthu vya precursor kufuma kwa ise (ufa wambura kulembeka) na kutipangiska kuti tiviŵike, kanandi tingaŵa na mitengo yiwemi kuluska usange mwatitumizgirani vinthu vinu. Vinthu ivi ni vipusu ndipo tikukhazikiska kale na awo ŵakupeleka vinthu.

Kutumizga vinthu vyakuphakazgika kukukhumbikwira wovwiri chifukwa ufu ngwa pyrophoric chomene kuluska vinthu vyambura kuphika. Tikugwiriskira ncito UN- kupakira na kutumizgirako kwizira mu vyakwendekwenda vya pasi pera. Ndege ya mphepo yikuzomerezgeka yayi ku vinthu vinandi vya carbon -} chifukwa cha ngozi ya moto.

Kuyezga na Kuyezga

Kuyezgelera kwakumanyikwa uko tikupereka na gulu lililose:

Carbon na kusanda kwa combustion (± 0.1 wt%)

Kuchuluzgika

Kugaŵika kwa kukula kwa vigaŵa (10, D50, D90)

Mupumula

Vithuzithuzi vya SEM (kupelekeka pa pempho)

Kuyezgeka kwakusazgikira uko kulipo:

Kupima kwa conductivity pa ma pellet ghakufinyikizgika

PA malo

XRD ya kapangidwe

TEM cross {{0} Vigaŵa vyakukhozgera kwakuphimba

ICP{{0}CREM kuti yisangike na kusanthula kwaukazuzi .

Kuyezgeka kwa maselo gha ndalama (kugwira ntchito pa njinga, kukwaniska kwa mlingo, impedance)

Makasitomala ghanandi ghakukhumba waka kuti ŵapimire dankha. Kulongosora kwakukwana kukusazgirako pafupifupi sabata yimoza ku nyengo yakusintha ndipo kukudura.

Ivyo tikuchita yayi

Tikuphimba ma sheet gha electrode yayi. Vipangizo vithu vikupangika kuti viŵe vyakuphimbika na ufu. Usange mukukhumba kuŵika pa nyengo yasono- fabricated electrodes iyo ni ndondomeko yakupambana yose.

Kweniso tikuchitira yayi vinthu ivyo vikukhwaska chomene chivikiliro. Palije ufu wa lithiamu wa vitsulo, palije mphepo yikuru- vinthu vyakuzirwa. Vinthu vyakupangika na mabatire ni viwemi chomene kweni usange vinthu vinu vikuwotcha mwamahara mu mlengalenga, tingachita yayi.

Ultra- kuzizima kwakutowa (semiconductor grade) ndiko kuŵika mtima pathu yayi. Tili kukhazikiska ku mabaibolo gha ku mabaibolo agho ghakung’anamura kutowa makora kweni msinkhu wa chipinda chakutowa yayi. Usange mukukhumba sub {{my}}mpulo ya kufipiska mukukhumbikwira mtundu wakupambana wa malo.

Viyelezgelo vya makasitomala

Kampani yinyake ya mabatire ku Michicha yikatitumira silikoni -graphite vinthu vyakupangika na anode. Ŵakawonanga kuti nkhongono zikumara pamanyuma pa 150. Tikaŵika na kupanga kwathu kwathu kwa mphepo ndipo ŵakaŵa na umoyo wakuzungulira mpaka 600. Mtengo wa vinthu ukakwera na $ 3.50 / kg kweni kusintha kwa nchito kukapangiska kuti ŵagwiriskirenge nchito pa pulogiramu yawo.

Ntchito yinyake yikaŵa yakuti yipharazge NCM811 kwa kasitomala wa ku Europe wa galimoto. Ŵakaŵa na phukwa pa nkhongono za nkhongono za magesi ghakukwera (4.3V cutoff). NCM811 ya Standard yikalongora kuti 15% ya kutayika kwa nkhongono pamanyuma pa 500. Na 1 wt% carbon coating pamoza na wovwiri unyake wa pa charu chapasi tikafika pa 8% kutayika kwa nkhongono. Kuphimba kukaŵa chinthu chimoza pera yayi - nawo ŵakanozga electrolyte yawo - kweni yikawovwira.

Tikagwiranga ntchito na gulu la kafukufuku ilo likapanga katoni yiphya ya cathode (lithiamu- NCM ya NCM). Vinthu ivi vikaŵa na nkhongono ziwemi kweni nkhongono zakofya. Pamanyuma pa kuphimba na 24 carbon dioxide nkhongono ya kufumiska pa 1C yikasintha kufuma pa 140 mAh / g kufika pa 168 mAh / g. Conductivity ndiyo yikaŵa chinthu icho chikapangiska kuti vinthu ivi vichitike.

Nyengo zinyake kupenta kukumazga yayi suzgo. Tikaŵa na kasitomala uyo wakaŵa na nkhongono zakuchimbira mwaluŵiro mu maselo ghawo ndipo ŵakaghanaghananga kuti kuphimba kuzamuchinozga. Pamanyuma pa kufufuza tikasanga kuti fade yikaŵa chifukwa chakuti lithiamu yikaŵika pa anode pa nyengo ya kuchapa mwaluŵiro. Kuphika cathode kukaŵa kuti kuzamuwovwira yayi pa fundo iyi. Tikaŵaphalira kuti ŵalaŵiske ndondomeko yawo yakuchajira m’malo mwake.

Vinthu vya tekinoloje

Tili kusindikizga mapepala ghanyake ghakukhwaskana na kupanga carbon usange mukukhumba vinandi pa sayansi. Vinandi vili kuseri kwa malipiro kweni tingatuma ma PDF usange mungatiphalira.

Usange mukugwira ntchito na vinthu vyakupangika na iron phosphate ndipo mukukhumba kupulikiska chigaŵa cha kemiko cha batiri, nkhani iyi pa [batire la lithiamu ion phosphate] wakuphimba vinthu vyakwambilira makora. Kupulikiska kemiko ya batiri kukuwovwira kulongosora chifukwa icho kuphimba kukupangiska mphambano yanthena ya LFP mwakudunjika.