Inona no mitranga rehefa may ny bateria EV?

Rehefa mirehitra ny bateria EV, dia matetika noho ny tranga iray antsoina hoe "fifandraisana mafana" izany. Raha lazaina amin'ny teny tsotsotra, dia fanehoan-kevitra mifamatotra izay manomboka rehefa mafana loatra ny sela ao amin'ny batterie noho ny antony iray, matetika noho ny fahasimbana ara-batana ivelany, ny hafanana be loatra, na ny fiampangana tafahoatra (antsoina hoe “fahavoazana ivelany”). Indraindray, dia mety ateraky ny olana anatiny toy ny lesoka amin'ny famokarana na ny fihodinkodinana fohy ao anatin'ny selan'ny bateria (antsoina hoe "manahy anatiny").

Ny batterie EV mirehitra dia mety ho mampanahy indrindra satria, tsy toy ny fiara motera fandoroana anatiny, ny bateria ao amin'ny EV dia matetika mandeha ny halavan'ny fiara. Raha vantany vao mirehitra ny sela iray ao amin'ny fonosana batterie EV, dia mety hiteraka afo koa ny hafanana, izay mitarika ho amin'ny fihetsiketsehan'ny rojo izay mety handevona haingana ny kitapo manontolo ary mety ho ny fiara iray manontolo.

Mba hanamafisana ny olana, ny karazana bateria mahazatra indrindra ampiasaina amin'ny EV amin'izao fotoana izao, ny bateria lithium-ion, dia misy elektrôlôty organika mirehitra. Izany dia mahatonga ireo bateria ireo ho mora mirehitra sy mipoaka rehefa simba na tsy voakarakara. Ho fanampin'izany, misy risika manokana antsoina hoe "lithium dendrites", izay vinavina kely toy ny fanjaitra izay mety hivoatra eo amin'ny anode mandritra ny famandrihana. Raha mitombo be ireo dendrites ireo, dia afaka manindrona ny separator izy ireo, ka miteraka fihoaram-pefy ary mety hitarika amin'ny toe-javatra mandositra mafana.

Noho izany, ny fahamendrehan'ny firafitry ny bateria sy ny kalitaon'ny mpanasa dia singa manan-danja amin'ny fiantohana ny fiarovana ny bateria EV. Noho izany, ny bateria kalitao dia mandalo fitsapana adin-tsaina isan-karazany alohan'ny hialana amin'ny orinasa, anisan'izany ny fitsapana "puncture" izay mampitovy ny circuit fohy vokatry ny fahasimbana miaraka amin'ny electrodes sy separator tsara sy ratsy.

Na eo aza ireo voalaza etsy ambony ireo, zava-dehibe ny manamarika fa tsy fahita firy ny fitsoahana mafana ao amin'ny EV, ary maro ireo mpanamboatra, mpikaroka ary andrim-panjakana no miasa mafy mba hanatsarana bebe kokoa ny fiarovana ireo bateria ireo. Ny fomba iray dia ny fampivoarana ny vatoaratra matanjaka, izay manolo ny elektrôlyte ranon-javatra mora mirehitra amin'ny tsy mirehitra. Na izany aza, hatramin'ny 2023, ireo bateria ireo dia mbola eo amin'ny sehatry ny fikarohana sy ny fampandrosoana.

Tany am-piandohan'ny volana aogositra 2023, NIO ES8 nifandona tamin'ny andrin-dalana tao Zhejiang, Sina, ary nirehitra tao anatin'ny segondra vitsy, ka namoy ny ainy ilay mpamily. Mbola eo am-panadihadiana ny zava-nitranga. Andro vitsy talohan'izay, tamin'ny faran'ny volana Jolay, dia nifandona tao Dongguan, Guangdong ny Tesla Model Y sy ny sedan Audi. Tsy voafehin’ny Tesla intsony, nidona tamin’ny fiambenana, ary nirehitra.

Miverena kely kokoa, ary mahita tobim-panakalozana bateria NIO AUTO any Jiangmen, Guangdong izahay, nirehitra. Ny antony? Nirehitra nandritra ny fisavana ny batterie an'ny mpampiasa NIO iray, izay fantatra fa simba noho ny hery avy any ivelany.

Ireo no trangan-javatra mampihoron-koditra izay noeritreretin'ny mpankafy lasantsy maro mahatohitra ny famihin'ny fiara elektrika (EV), ary ny sarotra indrindra hanamaivanana: ny fiarovana ny bateria EV. Tsy mitombina izany tahotra izany; Ny afo amin'ny bateria dia mety hanaitra kokoa amin'ny EV noho ny fiara mahazatra. Ohatra, ny bateria ao amin'ny EV dia tafiditra ao anatin'ny fiara, ka mahatonga azy ho mora levon'ny afo raha sendra misy afo. Vao mainka mampikorontan-tsaina, raha mifandray amin'ny lozam-pifamoivoizana amin'ny ankapobeny ny hain-trano mahazatra, ny EV dia mety hirehitra ho azy indraindray rehefa miala sasatra, ka mahatonga ny vaovao hisongadina kokoa.

Ny antony iraisan'ireo trangan-javatra “fandosirana mafana” ireo dia mizara ho sokajy roa: fandrahonana ivelany sy ahiahy anatiny. Ny fandrahonana ivelany dia misy fanararaotana ara-mekanika, fanararaotana mafana, ary fanararaotana herinaratra, matetika noho ny lozam-pifamoivoizana, ny mari-pana ambony, ny fiampangana tafahoatra, na ny famoahana. Ho fanampin'ny fandoroana afo tamin'ny fifandonana mahery vaika nandritra ny lozam-pifamoivoizana, dia nitatitra ihany koa ny NIO fa nisy fipoahana tampoka tamin'ny ES8 EV tamin'ny taona 2019 nandritra ny fikojakojana noho ny fikojakojana fohy vokatry ny fanerena ny rafitry ny batterie taorian'ny fiantraikan'ny chassis. Saika ny mpanamboatra EV sinoa hafa rehetra dia nitatitra tranga mitovy amin'izany.

Misy lafin-javatra maro ny atao hoe ahiahy anatiny. Ny bateria lithium-ion amin'izao fotoana izao, izay ahitana electrodes tsara sy ratsy indrindra, separator, ary electrolyte, dia miteraka loza tsy manam-paharoa. Ohatra, ny fisehoan-javatra momba ny fametahana lithium dia mitranga rehefa miangona eo amin'ny membrane manify manasaraka ny electrodes ny litium ions mihetsika ao anatin'ny bateria, ka mamorona dendrites lithium. Ireo dendrites ireo dia afaka manindrona ny membrane, ka miteraka fihodirana sy fihariana hafanana haingana.

Noho izany, ny fahamendrehan'ny rafitry ny bateria sy ny kalitaon'ny separator dia tena zava-dehibe amin'ny fiarovana ny bateria. Ny bateria avo lenta dia mandalo fitsapana henjana alohan'ny handaozany ny orinasa, anisan'izany ny fitsapana "fidiran'ny fantsika" (na dia tsy voatery ho an'ny rehetra aza) mikendry ny fampidinana fohy amin'ny alàlan'ny fanimbana ny fahamendrehan'ny electrodes tsara sy ratsy ary separator.

Raha ao an-tsaina izany, dia toa mazava tsara ny lalana voajanahary mankany amin'ny fanatsarana ny fiarovana: soloy amin'ny akora mivaingana tsy miboiboika, tsy miboiboika, tsy miorim-paka amin'ny hafanana ny electrolyte organika mora mirehitra. Ny batterie solid-state dia lasa "fiara manaraka" miharihary ao amin'ny tondrozotran'ny indostrian'ny batterie noho ny fiarovana azy sy ny hakitroky ny angovo. Na izany aza, ny dia mankany amin'ny fananganana miely patrana dia voaporofo fa sarotra. Na dia teo aza ny US Oak Ridge National Laboratory namorona ny bateria fanjakana matanjaka voalohany tany am-piandohan'ny taona 1990, dia nitohy ny sakana ara-teknolojia tsy tapaka.

Ao amin'ny tontolon'ny vatoaratra matanjaka dia misy rafitra telo mahazatra ho an'ny fitaovana elektrôlôly mafy: polymère, oxides ary sulfides. Samy manana ny tanjany sy ny fahalemeny ny tsirairay, ary ny rehetra dia tsy maintsy miady amin'ny fampitomboana ny famokarana sy ny fanamby amin'ny fanaraha-maso ny kalitaon'ny varotra.

Ny fisalasalana dia maneso ny fihenan'ny fiara mandeha amin'ny ririnina amin'ny ririnina noho ny fahombiazan'ny mari-pana ambany ambany amin'ny bateria misy rano, ary mampanahy ihany koa ny mety hisian'ny fandoroana mandritra ny famandrihana amin'ny fahavaratra. Izany dia manasongadina ny filana bateria azo antoka kokoa sy mahomby izay mahazaka ny fitakiana amin'ny vanim-potoana rehetra.

Nampiseho fampanantenana ny fanandramana tamin'ny fanontam-pirinty 3D mba hamoronana rafitra sarotra ho an'ny electrolytes mafy. Ohatra, ny mpikaroka ao amin'ny Oniversiten'i Oxford dia nampiasa fanontam-pirinty 3D mba hananganana rafitra telo-dimensional, feno electrolyte mafy, hanatsarana ny tanjaky ny mekanika sy hisorohana ny fahatapahan'ny mora. Toy izany koa, ny orinasa amerikana Sakuu dia mampiasa teknolojia binder jetting mba hametrahana fitaovana elektrôda ilaina sy vovoka elektrôlôta mafy eo amin'ny substrate ary "manamafisana" azy ireo amin'ny reagents.

Na dia mety manolotra fitaovana hanitarana ny faritra mifandray amin'ny interface sy ny fanaraha-maso ny porosity fitaovana aza ny fanontam-pirinty 3D, dia mbola misy ny sakana lehibe tsy maintsy resena alohan'ny hiovan'ireo teknika andrana ireo ho vahaolana mahomby sy vokarina betsaka. Ny fampifandanjana ny fahombiazany sy ny vidiny, ny fanatrarana ny scalability ary ny fitazonana ny fenitra fanaraha-maso kalitao henjana no fanamby mananontanona izay mitazona ireo vahaolana mampanantena ireo ao amin'ny laboratoara fa tsy eny an-dalana.

Rehefa mihazakazaka mankany amin'ny hoavy mihamitombo isika, ny loza voajanahary sy ny fikatsahana hatrany ny fepetra fiarovana nohatsaraina dia mitazona ny indostria ao anatin'ny fikorontanana. Na dia eo aza ny fanamby mampatahotra, mitohy ny diabe mankany amin'ny indostrian'ny fiara elektrika azo antoka kokoa sy mahomby kokoa, atosiky ny fanavaozana tsy an-kijanona sy ny fanoloran-tena amin'ny hoavy maharitra. Toy ny mahazatra, ny New Yorker dia hijery tsara ireo fivoarana ireo, vonona hanolotra hevitra sy famakafakana momba ny dia ho avy.