Li-ion baterya para sa EV at Ano ang dapat Pagbutihin?
| Jerry Huang
Mayroong dalawang pangunahing uri ng lithium batteries: Li-ion na baterya at lithium metal na baterya. Sa ngayon, ang mga bateryang Li-ion na ginagamit para sa mga EV ay mga baterya ng LFP (LiFePO4), NCM (LiNiMnCoO2), NCA, LCO (LiCoO2), LNO (LiNiO2), LMO (LiMn2O4, Li2MnO3) at LTO.
Ang Lithium metal na baterya ay unang naimbento ng MS Whittingham noong 1970, habang ang hindi napapanahong uri ng lithium metal na baterya ay karaniwang hindi rechargeable. Habang ang isang bagong rechargeable na Lithium metal na baterya, na imbento ng SolidEnergy Systems na may pangkalahatang mga bentahe ng magaan, dobleng density ng enerhiya ng kasalukuyang li-ion na baterya, mahabang buhay, makatwirang gastos at mas ligtas kaysa dati, ay dumating sa isang malaking sukat na aplikasyon. Sana ito na ang pinakabago at susunod na henerasyon ng lithium battery.
Wikipedia quote: Ang Lithium-ion na baterya o Li-ion na baterya (LIB) ay isang uri ng rechargeable na baterya. Ang mga bateryang Lithium-ion ay karaniwang ginagamit para sa mga portable na electronics at mga de-kuryenteng sasakyan at nagiging popular ito para sa mga aplikasyon ng militar at aerospace. Ang isang prototype na Li-ion na baterya ay binuo ni Akira Yoshino noong 1985, batay sa naunang pananaliksik nina John Goodenough, Stanley Whittingham, Rachid Yazami at Koichi Mizushima noong 1970s–1980s, at pagkatapos ay isang komersyal na Li-ion na baterya ang binuo ng isang Sony at Ang pangkat ng Asahi Kasei na pinamumunuan ni Yoshio Nishi noong 1991.
Nag-iiba-iba ang mga katangian ng chemistry, performance, gastos at kaligtasan sa mga uri ng LIB. Ang mga handheld electronics ay kadalasang gumagamit ng mga lithium polymer na baterya (na may polymer gel bilang electrolyte) na may lithium cobalt oxide (LiCoO2) bilang cathode material, na nag-aalok ng mataas na density ng enerhiya, ngunit nagpapakita ng mga panganib sa kaligtasan, lalo na kapag nasira. Ang Lithium iron phosphate (LiFePO4), lithium ion manganese oxide na baterya (LiMn2O4, Li2MnO3, o LMO), at lithium nickel manganese cobalt oxide (LiNiMnCoO2 o NMC) ay nag-aalok ng mas mababang density ng enerhiya ngunit mas mahabang buhay at mas kaunting posibilidad ng sunog o pagsabog. Ang mga naturang baterya ay malawakang ginagamit para sa mga de-kuryenteng kasangkapan, kagamitang medikal, at iba pang mga tungkulin. Ang NMC at ang mga derivative nito ay malawakang ginagamit sa mga de-kuryenteng sasakyan.
Kasama sa mga lugar ng pananaliksik para sa mga baterya ng lithium-ion ang pagpapahaba ng buhay, pagtaas ng density ng enerhiya, pagpapabuti ng kaligtasan, pagbabawas ng gastos, at pagtaas ng bilis ng pag-charge, bukod sa iba pa. Ang pananaliksik ay isinasagawa sa lugar ng mga hindi nasusunog na electrolyte bilang isang landas sa mas mataas na kaligtasan batay sa pagkasunog at pagkasumpungin ng mga organikong solvent na ginagamit sa karaniwang electrolyte. Kasama sa mga diskarte ang mga may tubig na lithium-ion na baterya, ceramic solid electrolytes, polymer electrolytes, ionic na likido, at mga sistemang napaka-fluorinated. (I-unquote sa Wikipedia)
Ang pangunahing mga baterya ng lithium para sa EV ay NCA at NCM, na may LFP bilang isang maliit na opsyon sa merkado ng mundo sa 2020. Ang density ng enerhiya ng isang solong cell ng LFP ay karaniwang humigit-kumulang 110Wh/kg, kakaunti lamang ang maaaring maging 190Wh/kg; habang halos ang densidad ng enerhiya ng isang NCM single cell na baterya ay maaaring 200Wh/kg at sana ay maaari itong maging 300Wh/kg sa lalong madaling panahon; ngunit para sa NCA baterya maaari itong maging sa paligid ng 300Wh/kg ngayon. Inilapat ng Tesla ang karamihan sa mga NCA na baterya mula sa Panasonic at LG Chem, pati na rin ang mga NCM at LFP na baterya mula sa CATL sa pandaigdigang supply chain nito ngayon.
Ang baterya ng LFP ay may kalamangan sa mababang gastos at mas mahusay na mga katangian ng kaligtasan kaysa sa NCA/NCM na baterya, habang ang medyo mababang density ng enerhiya nito ay malinaw na isang kawalan.
Para sa paghahambing ng NCA at NCM na baterya, ipinakita ng pananaliksik at aplikasyon sa merkado na ang NCA lithium na baterya ay mas mababa sa gastos na may mas kaunting cobalt na nilalaman, mas mahusay na buhay sa kalendaryo, mas mababa ang pagkasira kaysa sa NCM lithium na baterya, bagama't ang cycle ng buhay ng NCA ay mas mababa kaysa sa NCM baterya. Ang ilan sa NCA na baterya ay ginagamit sa solar energy storage sa outer space na may habang-buhay hanggang dalawampung taon! Ang kawalan ng baterya ng NCA ay nakasalalay sa kadahilanan ng kaligtasan nito, sa ngayon ay hindi ito kasing ligtas ng NCM at LFP sa mga sitwasyong may mataas na temperatura. Gayunpaman naniniwala ang mga mananaliksik na ang NCA ang magiging unang pagpipilian para sa EV sa malapit na hinaharap habang ang kaligtasan at produksyon nito ay bumubuti.
Tandaan: Bilang mga pangunahing lithium salt, lithium hydroxide monohydrate, lithium carbonate (kadalasang ginagamit sa LIB cathode materials), at lithium chloride ay maaaring ma-convert sa iba't ibang lithium compound, tulad ng LiPF6, LiFSI, LiTFSI at LiBF4 para sa mga electrolyte o lithium metal para sa anodes sa paggawa ng baterya ng lithium. Maghanap ng mga Poworks lithium salts dito .