Pam codi tâl cyflym yw marwolaeth batris
Maen nhw eisiau newid yr olew, ond mae ganddyn nhw ddiffyg angheuol y mae'r gwneuthurwyr yn dawel yn ei gylch.
Mae'r Oes Glo wedi cael ei chofio ers amser maith. Mae oes yr olew hefyd yn dod i ben. Yn nhrydydd degawd y ganrif XNUMX, rydym yn amlwg yn byw yn oes y batris.
MAE EU RÔL BOB AMSER wedi bod yn sylweddol ers i drydan fynd i mewn i fywyd dynol. Ond nawr mae tri thueddiad yn sydyn wedi gwneud storio ynni'r dechnoleg bwysicaf ar y blaned.
Y duedd gyntaf yw'r cynnydd mewn dyfeisiau symudol - ffonau clyfar, tabledi, gliniaduron Roeddem yn arfer bod angen batris ar gyfer pethau fel fflacholeuadau, radios symudol a dyfeisiau cludadwy - i gyd â defnydd cymharol gyfyngedig. Heddiw, mae gan bawb o leiaf un ddyfais symudol bersonol, y mae'n ei defnyddio bron yn gyson a hebddi mae ei fywyd yn annychmygol.
Yr AIL TUEDDIAD yw'r defnydd o ffynonellau ynni adnewyddadwy a'r anghysondeb sydyn rhwng y cyfnodau brig o ran cynhyrchu a defnyddio trydan. Roedd yn arfer bod yn hawdd: pan fydd y perchnogion yn troi stofiau a setiau teledu ymlaen gyda'r nos, a'r defnydd yn cynyddu'n sydyn, yn syml, mae'n rhaid i weithredwyr gweithfeydd pŵer thermol a gweithfeydd pŵer niwclear gynyddu pŵer. Ond gyda chynhyrchu solar a gwynt, mae hyn yn amhosibl: mae brig cynhyrchu yn digwydd amlaf ar adeg pan fo'r defnydd ar ei lefel isaf. Felly, rhaid storio ynni rywsut. Un opsiwn yw'r “gymdeithas hydrogen” fel y'i gelwir, lle mae trydan yn cael ei drawsnewid yn hydrogen ac yna'n bwydo'r tanwydd i'r grid a cherbydau trydan. Ond mae cost hynod o uchel y seilwaith angenrheidiol ac atgofion drwg dynolryw o hydrogen (Hindenburg ac eraill) yn gadael y cysyniad hwn ar y backburner am y tro.
Mae'r "gridiau craff" fel y'u gelwir yn edrych ym meddyliau adrannau marchnata: mae ceir trydan yn derbyn gormod o egni ar yr oriau brig, ac yna, os oes angen, gallant ei ddychwelyd i'r grid. Fodd bynnag, nid yw batris modern yn barod eto ar gyfer her o'r fath.
Mae ATEB POSIBL ARALL i'r broblem hon yn addo trydydd tuedd: disodli peiriannau tanio mewnol â cherbydau trydan batri (BEVs). Un o'r prif ddadleuon o blaid y cerbydau trydan hyn yw y gallant fod yn gyfranogwyr gweithredol yn y grid a chymryd y gwarged er mwyn eu dychwelyd pan fo angen.
Mae pob gwneuthurwr EV, o Tesla i Volkswagen, yn defnyddio'r syniad hwn yn eu deunyddiau cysylltiadau cyhoeddus. Fodd bynnag, nid oes yr un ohonynt yn cydnabod yr hyn sy'n boenus o glir i beirianwyr: nid yw batris modern yn addas ar gyfer gwaith o'r fath.
Mae gan y TECHNOLEG LITHIUM-ION sy'n dominyddu'r farchnad heddiw ac sy'n cyflawni o'ch breichled ffitrwydd i'r Model S Tesla cyflymaf lawer o fanteision dros gysyniadau hŷn fel batris hydrid metel plwm neu nicel. Ond mae ganddo hefyd rai cyfyngiadau ac, yn anad dim, tueddiad tuag at heneiddio.
Mae'r rhan fwyaf o bobl yn meddwl am fatris fel math o diwb y mae trydan rywsut yn "llifo" iddo. Yn ymarferol, fodd bynnag, nid yw batris yn storio trydan ar eu pennau eu hunain. Maent yn ei ddefnyddio i sbarduno rhai adweithiau cemegol. Yna gallant ddechrau'r ymateb i'r gwrthwyneb ac adennill eu gwefr.
Ar gyfer batris lithiwm-ion, mae'r adwaith gyda rhyddhau trydan yn edrych fel hyn: mae ïonau lithiwm yn cael eu ffurfio wrth yr anod yn y batri. Atomau lithiwm yw'r rhain, ac mae pob un ohonynt wedi colli un electron. Mae'r ïonau'n symud trwy'r electrolyt hylif i'r catod. Ac mae'r electronau sy'n cael eu rhyddhau yn cael eu sianelu trwy gylched drydanol, gan ddarparu'r egni sydd ei angen arnom. Pan fydd y batri yn cael ei droi ymlaen i'w wefru, mae'r broses yn cael ei gwrthdroi a chaiff yr ïonau eu casglu ynghyd â'r electronau coll.
Gall "gordyfiant" gyda chyfansoddion lithiwm achosi cylched fer ac tanio'r batri.
Yn anffodus, FODD BYNNAG, mae anfantais i'r adweithedd UCHEL sy'n gwneud lithiwm mor addas ar gyfer gwneud batris - mae'n tueddu i gymryd rhan mewn adweithiau cemegol annymunol eraill. Felly, mae haen denau o gyfansoddion lithiwm yn ffurfio'n raddol ar yr anod, sy'n ymyrryd â'r adweithiau. Ac felly mae gallu'r batri yn lleihau. Po fwyaf dwys y caiff ei wefru a'i ollwng, y mwyaf trwchus y daw'r gorchudd hwn. Weithiau gall hyd yn oed ryddhau "dendrites" fel y'u gelwir - meddyliwch am stalactitau o gyfansoddion lithiwm - sy'n ymestyn o'r anod i'r catod ac, os byddant yn ei gyrraedd, gallant achosi cylched byr a thanio'r batri.
Mae pob cylch gwefru a rhyddhau yn byrhau bywyd y batri lithiwm-ion. Ond mae'r codi tâl cyflym ffasiynol diweddar gyda cherrynt tri cham yn cyflymu'r broses yn sylweddol. Ar gyfer ffonau clyfar, nid yw hyn yn rhwystr mawr i weithgynhyrchwyr, beth bynnag, maent am orfodi defnyddwyr i newid eu dyfeisiau bob dwy i dair blynedd.Ond ceir yn broblem.
Er mwyn argyhoeddi defnyddwyr i brynu cerbydau trydan, rhaid i weithgynhyrchwyr hefyd ddenu opsiynau codi tâl cyflym iddynt. Ond nid yw gorsafoedd cyflym fel Ionity yn addas i'w defnyddio bob dydd.
MAE COST Y BATRI YN DRYDYDD ARALL a hyd yn oed yn fwy na phris cyfan car trydan heddiw. Er mwyn argyhoeddi eu cwsmeriaid nad ydynt yn prynu bom tician, mae pob gweithgynhyrchydd yn darparu gwarant batri hirach ar wahân. Ar yr un pryd, maent yn dibynnu ar godi tâl cyflymach i wneud eu ceir yn ddeniadol ar gyfer teithio pellter hir. Tan yn ddiweddar, roedd y gorsafoedd gwefru cyflymaf yn gweithredu ar 50 cilowat. Ond gellir codi hyd at 110kW ar y Mercedes EQC newydd, yr Audi e-tron hyd at 150kW, fel y'i cynigir gan orsafoedd gwefru Ionity Ewropeaidd, ac mae Tesla yn paratoi i godi'r bar hyd yn oed yn uwch.
Mae'r gwneuthurwyr hyn yn gyflym i gyfaddef y bydd codi tâl cyflym yn dinistrio batris. Mae gorsafoedd fel Ionity yn fwy addas ar gyfer argyfyngau pan fydd yr unigolyn wedi dod yn bell a heb lawer o amser. Fel arall, mae gwefru'ch batri gartref yn araf yn ddull craff.
Mae sut y caiff ei wefru a'i ollwng hefyd yn bwysig i'w oes. Felly, nid yw'r mwyafrif o weithgynhyrchwyr yn argymell codi tâl uwch na 80% ac o dan 20%. Gyda'r dull hwn, mae batri lithiwm-ion yn colli tua 2 y cant o'i gapasiti bob blwyddyn ar gyfartaledd. Felly, gall bara 10 mlynedd, neu hyd at oddeutu 200 km, cyn i'w bŵer ostwng cymaint nes ei fod yn dod yn amhosibl ei ddefnyddio mewn car.
Yn olaf, wrth gwrs, mae BATTERY LIFE yn dibynnu ar ei gyfansoddiad cemegol unigryw. Mae'n wahanol i bob gwneuthurwr, ac mewn sawl achos mae mor newydd fel nad yw'n hysbys hyd yn oed sut y bydd yn heneiddio dros amser. Mae sawl gweithgynhyrchydd eisoes yn addo cenhedlaeth newydd o fatris gyda bywyd o "filiwn o filltiroedd" (1.6 miliwn cilomedr). Yn ôl Elon Musk, mae Tesla yn gweithio ar un ohonyn nhw. Mae'r cwmni Tsieineaidd CATL, sy'n cyflenwi cynhyrchion i BMW a hanner dwsin o gwmnïau eraill, wedi addo y bydd ei batri nesaf yn para 16 mlynedd, neu 2 filiwn o gilometrau. Mae General Motors a LG Chem Korea hefyd yn datblygu prosiect tebyg. Mae gan bob un o'r cwmnïau hyn eu datrysiadau technoleg eu hunain y maen nhw am roi cynnig arnyn nhw mewn bywyd go iawn. Bydd GM, er enghraifft, yn defnyddio deunyddiau arloesol i atal lleithder rhag mynd i mewn i gelloedd batri, un o brif achosion graddio lithiwm ar y catod. Mae technoleg CATL yn ychwanegu alwminiwm i'r anod nicel-cobalt-manganîs. Mae hyn nid yn unig yn lleihau'r angen am cobalt, sef y drutaf o'r deunyddiau crai hyn ar hyn o bryd, ond mae hefyd yn cynyddu bywyd batri. O leiaf dyna mae'r peirianwyr Tsieineaidd yn ei obeithio. Mae darpar gleientiaid yn falch o wybod a yw syniad yn gweithio'n ymarferol.
