Dè a th’ ann an Cumhachd Sònraichte?

Bidh cumhachd sònraichte a’ tomhas dè an ìre de chumhachd a bhios inneal a’ gineadh gach aonad tomad, air a thomhas le bhith a’ roinneadh toradh cumhachd iomlan (ann an watts) le tomad iomlan (ann an cileagraman). Bidh innleadairean a’ cleachdadh a’ mheatrach seo gus coimeas a dhèanamh eadar coileanadh thar diofar stòran cumhachd, gu sònraichte nuair a tha cuideam cudromach airson èifeachdas siostam iomlan.

Tha am foirmle sìmplidh: Cumhachd Sònraichte (W/kg)=Toradh Cumhachd (W) ÷ Aifreann (kg). Tha cumhachd sònraichte de 250 W / kg aig inneal a tha a’ dèanamh 500 watt fhad ‘s a tha cuideam 2 cileagram ann. Tha an àireamh shingilte seo a’ nochdadh barrachd mu choileanadh cruinne na cruinne na toradh cumhachd a-mhàin.

Dh’ fhaodadh dà bataraidh an dà chuid 1000 watt a lìbhrigeadh, ach tha am feum aca gu mòr eadar-dhealaichte stèidhichte air cuideam. Bidh am bataraidh nas aotroime a’ tabhann cumhachd sònraichte nas fheàrr, a’ comasachadh thagraidhean far a bheil cuingealachaidhean mòra ag òrdachadh roghainnean dealbhaidh.

Bidh innleadairean itealain a’ toirt prìomhachas do chumhachd sònraichte leis gu bheil gach cileagram a’ toirt buaidh air caitheamh connaidh agus comas luchd-pàighidh. Tha siostam bataraidh le cumhachd sònraichte 300 W / kg a’ leigeil le itealain dealain barrachd luchd-siubhail a ghiùlan no raon itealaich a leudachadh an taca ri roghainn eile 150 W / kg aig an aon chuideam iomlan.

Bidh carbadan dealain a’ dol an aghaidh malairt coltach ris: tha cumhachd sònraichte nas àirde ag eadar-theangachadh gu luathachadh nas luaithe gun a bhith a’ cur tomad carbaid ris. Tha aon rabhadh cudromach mus toir thu prìomh àireamh sam bith, ge-tà. Bidh figearan foillsichte os cionn 3,000 W / kg cha mhòr an-còmhnaidh a ’toirt cunntas air aon chealla a’ lìbhrigeadh buille cumhachd goirid, chan e pasgan iomlan fo luchd leantainneach. Lìbhrigeadh ceallan malairteach lithium-ion EV timcheall air 340 W/kg de dhlùths cumhachd gravimetric seasmhach, fhad ‘s a bhios ceallan cumhachd àrd-adhbhar a’ ruighinn 800–1,250 W/kg ann an deuchainnean cuisle àbhaisteach. Mar sin bidh an toradh cumhachd sònraichte air am faod thu earbsa a bhith an urra ris an ìre a thomhaiseas tu.

Bidh co-aontar cumhachd sònraichte air a chuir an sàs ann an cealla lom agus ri siostam bataraidh crìochnaichte a’ tilleadh freagairtean gu math eadar-dhealaichte. Bidh modalan a’ cur còmhdach structarail, bàraichean-bus, agus siostam riaghlaidh bataraidh ris; tha riaghladh teirmeach a’ cur tomad fuarachaidh ris nach cuir sin dad ri cumhachd. Bidh gach còmhdach a’ lagachadh luach ìre na cealla, agus mar sin mar as trice chan eil pacaid a’ cumail ach 50-70% de dhlùthsachd cumhachd sònraichte na cealla aon uair ‘s gu bheil pàircean agus fuarachadh air an cunntadh. Nuair a tha duilleag-dhuilleag a’ liostadh figear cumhachd gu-, ’s e a’ chiad cheist as fhiach faighneachd a bheil e a’ toirt iomradh air a’ chill, am modal no am pasgan lìbhrigidh a stàlaicheas tu.

Bidh an meatrach a’ fàs riatanach nuair a thathar a’ dèanamh coimeas eadar teicneòlasan a tha gu bunaiteach eadar-dhealaichte. Bidh turbanan a’ coileanadh co-mheasan cumhachd sònraichte sònraichte leis gu bheil iad ag obair aig astaran fìor àrd. Bha prìomh einnseanan an Space Shuttle a’ cleachdadh turbopumps le cuideam timcheall air 320 kg a thug a-mach faisg air 70,000 hp airson acumhachd{0}}gu-co-mheas cuideamde 164 kW / kg.

Specific Power

Tha malairt coltach ri-dheth air carbadan dealain. Bidh cumhachd sònraichte nas àirde ag eadar-theangachadh gu luathachadh nas luaithe gun a bhith a’ cur tomad carbaid ris. Bidh bataraidhean lithium-ion adhartach ùr-nodha a’ nochdadh cumhachd sònraichte nas àirde na 3500 W / kg fo chumhachan sgaoilidh àbhaisteach, a’ comasachadh coileanadh a bheir buaidh air einnseanan losgaidh.

Tha teicneòlas bataraidh a’ sealltainn mar a tha cumhachd sònraichte a’ toirt buaidh air tagraidhean practaigeach. Gus tuigsinn carson a tha an meatrach seo cudromach airson stòradh lùth, feumaidh sinn an toiseach soilleireachadhdè a th’ ann am bataraidh lithium-ion: stòr cumhachd ath-thagraidh a bhios a 'stòradh lùth tro bhith ag eadar-theangachadh ions lithium a-steach gu bhith a' giùlan solidan gu dealanach, air a chomharrachadh le lùth sònraichte nas àirde, dùmhlachd lùtha, agus èifeachdas lùtha an coimeas ri seòrsachan bataraidh ath-thagraidh eile.

Bidh an comas cumhachd sònraichte a’ dearbhadh dè cho luath ‘s as urrainn dha bataraidhean lùth stòraichte a lìbhrigeadh. Faodaidh bataraidh lithium- le cuideam 1 kg le cumhachd sònraichte 300 W/kg cumail suas 300 watt de thoraidhean. Feumaidh tagraidhean a dh ’fheumas spreadhaidhean cumhachd luath bataraidhean le ìrean cumhachd sònraichte nas àirde, eadhon ged a tha sin a’ ciallachadh gabhail ri stòradh lùth iomlan nas ìsle.

Bidh diofar cheimigean lithium-ion a’ tabhann diofar fheartan cumhachd sònraichte. Bidh bataraidhean lithium-iarann fosfáit (LFP) a 'toirt prìomhachas do shàbhailteachd agus fad-beatha thairis air a' chumhachd sònraichte as àirde. Bidh caochlaidhean cobalt Nickel manganese (NMC) a’ cothromachadh dùmhlachd lùtha le lìbhrigeadh cumhachd. Bidh leasachaidhean o chionn ghoirid ann an siostaman anod silicon a’ coileanadh ìrean sgaoilidh de 10C agus aig an aon àm a’ cumail suas dùmhlachd lùtha 400 Wh / kg, a’ lìbhrigeadh timcheall air 200% coileanadh nas àirde na ceallan grafait traidiseanta.

Bidh teòthachd a 'toirt buaidh mhòr air cumhachd sònraichte. Bidh teòthachd bataraidh a’ toirt buaidh air comas lìbhrigidh cumhachd, le teodhachd nas ìsle a’ lughdachadh cumhachd a tha ri fhaighinn, agus bidh an lùth iomlan air a lìbhrigeadh bho aon chearcall cosgais ag atharrachadh a rèir an dà chuid teòthachd agus iarrtas cumhachd. Feumaidh coileanadh sìde fhuar siostaman stiùiridh bataraidh a dh'fhaodas ceallan blàth a chumail ro làimh gus ìrean cumhachd sònraichte a chumail suas.

Bidh an dà mheatrach seo a’ tomhas feartan bataraidh a tha gu bunaiteach eadar-dhealaichte.Lùth sònraichte (Wh / kg)a’ comharrachadh comas stòraidh lùtha iomlan gach tomad aonad, fhad ‘s a tha cumhachd sònraichte (W / kg) a’ nochdadh ìre lìbhrigidh cumhachd sa bhad gach tomad aonad.

Cha bhi an eadar-dhealachadh cumhachd sònraichte vs cumhachd sònraichte feumail ach nuair a thèid a mhapadh gu co-dhùnadh ceannach. Tha an clàr gu h-ìosal a’ frèamadh gach axis leis na tha e a’ cumail smachd airson ceannaiche, seach le mìneachadh a-mhàin.

Meud co-dhùnaidh	Lùth sònraichte (Wh / kg)	Cumhachd sònraichte (W / kg)
Na tha e a 'riaghladh	Ùine ruith / raon gach cosgais	Toradh burst (luathachadh, togail, cosgais luath)
Ceangal airson	Long-ùine ruith, raon-riatanach, ioma-chabhlach gluasad	Cearcall luath, àrd-spreadhadh, AGV/àrd-dleastanas
Raon cealla malairteach	~ pasgan 150 Wh / kg, ~ cealla 260 Wh / kg	~ 340 W / kg leantainneach, cuisle 800-1,250 W / kg
Trap duilleag dàta airson sgrùdadh	Pasgan-ìre vs cealla-rangachadh ìre	Pulse stùc air a mhì-chlàradh mar leantainneach
Dearbhaich an aghaidh	Bunait coileanaidh IEC 62660-1	Pulse HPPC USABC/ thuirt an ìre C-

Is ann ainneamh a bhios an dà rud as fheàrr còmhla: mar as trice bidh putadh air aon a’ cosg an tè eile, air sgàthìrean sgaoilidh nas àirdetog -call an aghaidh an taobh a-staigh agus lughdaich lùth sònraichte èifeachdach. Dèan maids eadar an axis as làidire agus a’ chearcall dleastanais agad, an uairsin dearbhaich an dà àireamh a’ toirt iomradh air an aon ìre (cealla no pasgan) agus an aon bhunait deuchainn mus dèan thu coimeas eadar solaraichean.

Tha an teicneòlas gnàthach lithium-ion airson carbadan dealain air luachan dùmhlachd lùtha a ruighinn timcheall air 250 Wh/kg agus dùmhlachd cumhachd timcheall air 400 W/L. Tha na h-àireamhan sin a’ riochdachadh diofar thaobhan coileanaidh nach ann ainneamh a bhios a’ dèanamh an fheum as fheàrr aig an aon àm. Bidh luchd-dealbhaidh bataraidh a’ seòladh eadar an dà rud stèidhichte air riatanasan tagraidh.

Is fheàrr le tagraidhean rèisidh cumhachd sònraichte àrd airson luathachadh luath. Tha còmhdhail raon fada a’ toirt prìomhachas do lùth sònraichte airson obrachadh leudaichte. Faodaidh bataraidhean lithium polymer sruth susbainteach a lìbhrigeadh le glè bheag de bholtachd a’ tuiteam, agus bidh bataraidhean àbhaisteach lithium- a’ coileanadh beagan nas èifeachdaiche ach a’ stòradh beagan a bharrachd cosgais aig an aon mheud.

Tha an dàimh eadar ìre sgaoilidh agus an dà mheatrach a’ cruthachadh iom-fhillteachd a bharrachd. Mar as trice bidh ìrean sgaoilidh nas àirde (lìbhrigeadh cumhachd nas luaithe) a’ lughdachadh lùth sònraichte èifeachdach leis gu bheil strì an taobh a-staigh ag adhbhrachadh tuiteam bholtachd. Tha dùmhlachd lùtha air iomadachadh le ìre C-toradh dùmhlachd cumhachd, le ìrean C- nas ìsle a’ toirt a-mach dùmhlachd lùtha nas àirde ach dùmhlachd cumhachd nas ìsle.

Bidh innleadairean a’ tomhas cumhachd sònraichte ann an dòigh eadar-dhealaichte a rèir an t-siostam a thathar a’ sgrùdadh. Airson einnseanan, bidh an àireamhachadh a’ cleachdadh toradh cumhachd stùc air a roinn le tomad einnsein. Airson carbadan iomlan, bidh tomad carbaid iomlan a’ dol an àite tomad einnsein san t-seòrsaiche.

Tha einnsean dìosail V8 le turbocharged a’ toirt a-mach 250 kW fhad ‘s a tha cuideam 380 kg a’ nochdadh: 250,000 W ÷ 380 kg=658 W / kg cumhachd sònraichte.

Feumaidh siostaman bataraidh beachdachadh gu faiceallach air dè an tomad a bu chòir a thoirt a-steach. Chan eil ach àireamhachadh cealla-a’ toirt seachad sùimean teòiridheach as àirde. Tha -àireamhachadh ìre an t-siostaim a’ gabhail a-steach electronics stiùireadh bataraidh, siostaman fuarachaidh, agus còmhdach dìon a’ toirt seachad luachan nas ìsle ach nas reusanta.

Tha an ìre as àirde an aghaidh cumhachd sònraichte seasmhach cuideachd cudromach. Bidh bataraidhean adhartach a’ coileanadh a’ chumhachd as àirde nas àirde na 4400 W/kg aig doimhneachdan nas ìsle de sgaoileadh, le comas seasmhach de 3000 W/kg aig doimhneachd 30% de sgaoileadh. Gu tric bidh luchd-saothrachaidh a’ toirt iomradh air luachan stùc, ach tha coileanadh seasmhach a’ dearbhadh comas cleachdaidh fìor san t-saoghal.

Bidh rothaichean proifeasanta a’ cleachdadh metrics cumhachd sònraichte gus coileanadh a thomhas. Bidh rothaiche a’ gineadh 400 watt fhad ‘s a tha cuideam 80 kg a’ toirt a-mach 5 W/kg. Faodaidh rothaichean mionlach cumail suas 6-7 W / kg airson sreap fada.

Bidh comharran-tomhais a’ dèanamh àireamh amh brìoghmhor. Tha càr teaghlaich na shuidhe aig timcheall air 50–100 W / kg, càraichean spòrs aig a dhà uiread sin, càraichean rèisidh agus itealain luchd-siubhail faisg air 1,000 W / kg, agus jets sabaid timcheall air 10,000 W / kg. Bidh bataraidhean a’ fuireach anns a’ chòmhlan as ìsle den sgèile sin: bidh pacaidean ian lithium mar as trice a’ lìbhrigeadh 250–700 W / kg aig ìre cealla, fhad ‘s a bhios ultracapacitors a’ putadh seachad air 7,000 W / kg dìreach leis nach eil iad a ’stòradh cha mhòr lùth sam bith. Le bhith a’ leughadh luach cumhachd sònraichte bataraidh an aghaidh an fhàradh seo innsidh sin dhut sa bhad a bheil figear ainmichte so-chreidsinneach airson a roinn.

Tha troimh-chèile aonad ag adhbhrachadh barrachd mhearachdan snrachaidh na am matamataigs fhèin. Bidh am foirmle cumhachd sònraichte a’ fuireach seasmhach - cumhachd air a roinn le tomad - ach bidh na h-aonadan a’ gluasad eadar roinnean agus cuspairean: tha 1 kW/kg co-ionann ri 1,000 W/kg, agus 1 hp/lb ag atharrachadh gu timcheall air 1.644 kW/kg. Tha cealla le ìre “1.2 kW/kg” agus aon le “1,200 W/kg” co-ionann; tha ìre "0.4 hp/lb" nas fhaisge air 657 W/kg. Dèan gnàthachadh dàta farpaiseach gu aonad singilte an-còmhnaidh mus dèan thu coimeas, agus dearbhaich a bheil an seòrsaiche fìor tomad no “cuideam” colloquial.

Bidh diofar roinnean a’ stèidheachadh slatan-tomhais cumhachd sònraichte stèidhichte air iarrtasan obrachaidh. Tha feum aig itealain dealain air cumhachd air leth-gu-co-mheasan cuideim oir tha itealain gu bunaiteach a’ strì ri tromachd. Anns an Dùbhlachd 2024, sheall luchd-saidheans Sìneach bataraidh lithium dùmhlachd lùth 400 Wh / kg ann an drone sgiath measgaichte, a’ coileanadh amannan itealain trì uairean a thìde thairis air teòthachd bho -40 ceum gu 60 ceum .

Bidh carbadan dealain a’ toirt prìomhachas do choileanadh cothromach. Feumaidh càraichean luchd-siubhail cumhachd sònraichte iomchaidh airson aonachadh mòr-rathaidean agus streap bheanntan gun cus bataraidh a’ lughdachadh èifeachdas. Tha bataraidhean lithium-ion ann an carbadan dealain a’ tabhann co-mheas àrd de chumhachd gu-, èifeachdas lùtha àrd, coileanadh àrd teòthachd àrd, agus fad-beatha leudaichte.

Gabhaidh electronics so-ghiùlain ri cumhachd sònraichte nas ìsle leis gu bheil cuingealachaidhean mòra cho dona ri còmhdhail. Is dòcha gun lìbhrig bataraidh fòn cliste 150-200 W / kg, gu leòr airson riatanasan inneal gun a bhith a’ dèanamh an fheum as fheàrr airson an dùmhlachd cumhachd as àirde.

Tha innealan cumhachd a 'riochdachadh talamh meadhanach. Feumaidh drilean gun sreang cumhachd sònraichte àrd airson drileadh tro stuthan dùmhail ach obraichidh iad bho àm gu àm, a’ toirt cothrom air bataraidh fhaighinn air ais eadar spreadhaidhean cumhachd àrd. Bidh na tagraidhean sin gu tric a’ cleachdadh ceimigean bataraidh air an ùrachadh airson cumhachd thairis air stòradh lùtha.

{0}}Tha stòradh lùths sgèile clèithe ag obrachadh mu choinneamh chùisean cleachdadh còmhdhail. Bidh siostaman bataraidh lithium-ion pàipearachd a’ cleachdadh ceimigean NMC agus LFP a’ cuimseachadh air cosgais gach kilowatt-uair air a stòradh seach cumhachd sònraichte, leis nach eil ach glè bheag de bhuaidh aig cuideam stàlaidh air coileanadh.

Specific Power

Airson itealain dealain, is e cumhachd sònraichte an cuingealachadh ceangail. Airson a 'mhòr-chuiduidheamachd gnìomhachais agus làimhseachadh stuthan, mar as trice chan e - a th' ann agus ma thèid an tòir air faodaidh ceannaiche cus-a shònrachadh agus cus a phàigheadh. Bidh forklift, làraidh ruigsinneachd, no inneal glanaidh làr-a’ tarraing cumhachd ann an spreadhaidhean (togail, luathachadh, gluasad uisgeachaidh) air a sgaradh le amannan luchdan fada nas ìsle, agus mar sin is e am figear a tha a’ dearbhadh fallaineachd anìre sgaoilidh leantainneachagus an ìre as àirde C-tha am pasgan a’ cumail suas aig àm togail, chan e prìomh àireamh chuisle. ABataraidh lithium 48 Va bhios a’ làimhseachadh sruth lioft 2–3C gu comhfhurtail mu thràth nas àirde na na tha cearcall dleastanais jack ath-chothromachadh no màileid.

Ann an cleachdadh, bha trì paramadairean a’ dol thairis air cumhachd sònraichte airson an seòrsa uidheamachd seo. Tha beatha rothaireachd a' riaghladh cosgais iomlan seilbh thairis air gnìomhachd ioma-shift; bidh lùth sònraichte a ghabhas cleachdadh a’ dearbhadh ùine ruith eadar cosgaisean cothrom; agus feumaidh an ìre C-sheasmhach a bhith a’ còmhdach an àrdachaidh as truime gun sag bholtaids a’ tuisleadh air a’ BMS. 'S e ceimigeachd LiFePO4 an rud àbhaisteach an seo oir tha e a' malairt co-mheas beagan nas ìsle de chumhachd gu-airson beatha rothaireachd agus seasmhachd teirmeach a dh'fheumas bàtaichean-bathair is fuachd. Is ann ainneamh a tha a’ cheist phractaigeach airson ceannaiche “dè cho àrd sa tha an cumhachd sònraichte” ach “a bheil an toradh cumhachd leantainneach a’ còmhdach a’ chearcall dleastanais cùise as miosa agam le iomall, aig a’ bheatha rothaireachd a dh’ fheumas mo phàtran shift."

Bidh an meatrach a’ cosnadh a chuideam ann an seata nas cumhainge de chùisean gnìomhachais: làimhseachadh stuthan ruigsinneachd àrd le lioftaichean luath gu tric,AGVn a dh’ fheumas luchdan pàighidh trom a luathachadhair amannan rothaireachd teann, agus àrd-ùrlaran obrach bhon adhar far am bi tarraing draibhidh is togail a’ dol thairis air. Airson nan cearcallan dleastanais sin, iarr air an t-solaraiche cumhachd leantainneach agus 30{2}}dàrna stùc a’ phacaid gu-figearan cuideam fa leth, agus dearbhaich an dà chuid mu choinneamh aithisg deuchainn dearbhte seach ìre margaidheachd as àirde. Faodaidh pasgan gnàthaichte no OEM a bhith air a mhaidseadh ri cearcall dleastanais sònraichte, ach dìreach mura h-e fìor phròifil cumhachd an aplacaid - nach e sònrachadh coitcheann - a bhios a’ stiùireadh an dealbhaidh.

Tha leasachadh cumhachd sònraichte gun a bhith a’ toirt buaidh air feartan bataraidh eile fhathast na phrìomh dhùbhlan ann an electrochemistry. An-dràsta tha bataraidhean prìomh-shruthach lithium fosfáit a’ lìbhrigeadh dùmhlachd lùtha fo 200 Wh/kg, agus tha bataraidhean lithium ternary- eadar 200 agus 300 Wh/kg.

Bidh luchd-rannsachaidh a’ leantainn iomadh slighe gus cumhachd sònraichte a neartachadh. Faodaidh anodan silicon barrachd ianan lithium a cheangal ri chèile na grafait àbhaisteach, a dh’ fhaodadh an dà chuid dùmhlachd lùtha is cumhachd àrdachadh. Ach, bidh silicon a’ leudachadh aig àm cosgais, a’ cruthachadh cuideam meacanaigeach a bhios a’ lughdachadh beatha baidhsagal.

Tha bataraidhean lithium deuchainneach air dùmhlachd lùth gravimetric de 711.3 Wh / kg a choileanadh agus dùmhlachd lùth tomhas-lìonaidh de 1653.65 Wh / L a’ cleachdadh lithium -manganese beairteach - cathodes stèidhichte air manganese agus anodes tana lithium meatailt. Tha na coileanaidhean obair-lann seo a’ nochdadh crìochan teòiridheach, ged a dh’ fheumas comas obrachaidh malairteach dèiligeadh ri sàbhailteachd agus scalability saothrachaidh.

Tha strì an taobh a-staigh gu bunaiteach a’ cuingealachadh cumhachd sònraichte. Bidh ath-bhualaidhean ceimigeach aig uachdar electrode a’ dol air adhart aig ìrean crìochnaichte, agus tha seoltachd electrolyte a’ cur bacadh air gluasad ion. Le bhith a’ lughdachadh nan strì sin tro stuthan adhartach agus ailtireachd cealla làn-leasaichte a’ leasachadh lìbhrigeadh cumhachd gun a bhith a’ cur tomad ris.

Bidh siostaman riaghlaidh teirmeach a’ cur cuideam ris a lùghdaicheas cumhachd ìre sònraichte an t-siostaim. Bidh bataraidhean a tha a’ gineadh cumhachd susbainteach a’ cruthachadh teas a dh’ fheumar a thoirt air falbh gus casg a chuir air milleadh. Tha tomad an t-siostam fuarachaidh a’ riochdachadh os-cionn nach eil a’ cur gu dìreach ri toradh cumhachd.

Tha ceallan connaidh ann an suidheachadh inntinneach ann an cruth-tìre cumhachd sònraichte. Chan eil am meadhan stòraidh lùtha no connadh ann an ceallan connaidh agus ceallan sruthadh, a’ ceadachadh gineadh cumhachd leantainneach fhad ‘s a mhaireas connadh agus sruthadh oxidant. Chan eil an àireamhachadh cumhachd sònraichte aca a’ toirt a-steach ach meud bathar-cruaidh tionndaidh, chan e meud connaidh.

Bidh einnseanan losgaidh a’ coileanadh cumhachd sònraichte urramach a dh’ aindeoin iom-fhillteachd meacanaigeach. Bidh einnseanan gasoline ùr-nodha a’ ruighinn 1-2 kW / kg, le einnseanan rèisidh a ’putadh nas àirde. Ach, tha an siostam gluasaid iomlan a’ toirt a-steach tanca connaidh, inneal-losgaidh agus fuarachadh a’ lughdachadh cumhachd sònraichte iomlan gu mòr.

Bidh Ultracapacitors a’ dèanamh sàr-mhathas aig cumhachd sònraichte ach a’ lagachadh ann an lùth sònraichte. Mar as trice bidh an co-mheas cumhachd gu-cuideam de luchd-coimhid nas àirde na bataraidhean leis gu bheil còmhdhail cosgais taobh a-staigh cheallan a’ cleachdadh dealanan nas lugha seach ions, ged a tha an co-mheas de lùth gu{4}} nas ìsle air an làimh eile. Bidh tagraidhean a dh’ fheumas spreadhaidhean cumhachd goirid, dian a’ cothlamadh ultracapacitors le bataraidhean.

Bidh coimeas a’ fàs brìoghmhor a-mhàin ann an tagraidhean coltach ris. Chan eil mòran cumhachd sònraichte aig einnsean jet airson dealbhadh charbadan dealain. Bidh innleadairean a’ taghadh theicneòlasan a rèir an e cumhachd stùc, cumhachd seasmhach, lùth iomlan, no cuid de chothlamadh a bhios a’ stiùireadh riatanasan siostam.

Chaidh iarrtas bataraidh lithium{0}} cruinne thairis air 1 TWh airson a’ chiad uair ann an 2024 agus dh’ fhàs e 29% eile ann an 2025 gu timcheall air 1.59 TWh, le comas saothrachaidh clàr-ainm a-nis grunn thursan san iarrtas bliadhnail. B’ e LFP an ceimigeachd as luaithe a dh’fhàs san ùine sin, a’ leudachadh 48% bliadhna air-bliadhna mar a chaidh sgèile stòraidh clèithe agus cabhlaichean gnìomhachais a mheudachadh. Tha an sgèile saothrachaidh seo, agus an cuideam cosgais air cùl-prìsean pacaid ìosal, a’ cumail suas an tasgadh ann an ailtireachd cealla a bhios a’ putadh cumhachd sònraichte agus crìochan cosgais luath - a’ gabhail a-steach an gluasad a dh’ionnsaigh 4C-cheallan comasach a-nis a’ dol a-steach gu cinneasachadh meud.

Tha bataraidhean stàite solid a’ riochdachadh aon taobh gealltanach. Le bhith a’ cur an àite electrolyte leaghaidh le luchd-stiùiridh cruaidh dh’ fhaodadh bholtaids obrachaidh nas àirde agus anodan lithium meatailt a chomasachadh. Tha luchd-rannsachaidh sa Ghearmailt a’ leasachadh bataraidhean stàite lithium-sulfair solid a tha ag amas air dùmhlachd lùtha suas gu 600 Wh/kg le feartan sàbhailteachd nas fheàrr, ged a tha tomhasan cumhachd sònraichte a’ feitheamh ri làn chomharradh.

Tha bataraidhean sodium-ionan a’ tabhann slighe eile. Fhad ‘s a tha cumhachd agus lùth sònraichte a’ dol air dheireadh air cùl ian lithium, dh’ fhaodadh pailteas sodium comas a thoirt do chleachdadh aig sgèile nas motha ann an tagraidhean far a bheil cuideam nas lugha na cosgais.

Tha adhartasan saidheans stuthan ann an leasachadh catod a’ leantainn. Bidh ocsaidean meatailt lithium beairteach ann an nicil a’ toirt seachad lùth sònraichte àrd ach tha dùbhlain seasmhachd mu choinneamh, a’ brosnachadh rannsachadh gus susbaint cobalt a lughdachadh agus aig an aon àm a’ meudachadh susbaint nicil. Bidh gach atharrachadh ceimigeachd a’ toirt buaidh air a’ chothromachadh fìnealta eadar cumhachd, lùth, sàbhailteachd agus fad-beatha.

Tha bathar-bog riaghlaidh bataraidh a’ sìor fhàs dìoladh airson cuingealachaidhean bathar-cruaidh. Faodaidh algorithms ro-innseach -ionan lithium a shuidheachadh taobh a-staigh cheallan ro iarrtasan cumhachd àrd, gu h-èifeachdach ag àrdachadh cumhachd sònraichte a tha ri fhaighinn aig amannan èiginneach gun a bhith ag atharrachadh ceimigeachd bunaiteach.

Specific Power

C: Dè an diofar eadar cumhachd sònraichte agus dùmhlachd cumhachd?

A: Bidh cumhachd sònraichte a’ tomhas cumhachd gach aonad tomad (W / kg), fhad ‘s a tha dùmhlachd cumhachd a’ tomhas cumhachd gach aonad meud (W / L no W / m³). Cùisean cumhachd sònraichte nuair a tha smachd aig cuideam air dealbhadh, leithid itealain. Tha dùmhlachd cumhachd cudromach nuair a tha smachd aig cuingealachaidhean meud, leithid electronics so-ghiùlain a dh’ fheumas factaran cruth teann.

C: Carson a bhios luchd-saothrachaidh bataraidh a ’togail an dà chuid lùth sònraichte agus cumhachd sònraichte?

A: Bidh diofar thagraidhean a’ toirt prìomhachas do dhiofar mheatraigean. Bidh lùth sònraichte a’ dearbhadh dè cho fada ‘s a bhios bataraidh ag obair mus tèid ath-lìonadh. Bidh cumhachd sònraichte a’ dearbhadh dè cho luath ‘s as urrainn dha an lùth stòraichte sin a lìbhrigeadh. Feumaidh carbad dealain an dà chuid: lùth sònraichte iomchaidh airson raon iomchaidh agus cumhachd sònraichte gu leòr airson luathachadh rathaid.

C: Ciamar a tha ìre sgaoilidh a’ toirt buaidh air cumhachd sònraichte ann am bataraidhean lithium-ion?

A: Bidh ìrean sgaoilidh nas àirde a’ lughdachadh cumhachd sònraichte èifeachdach leis gu bheil strì an taobh a-staigh ag adhbhrachadh tuiteam bholtachd aig sruth àrd. Is dòcha nach seas bataraidh le ìre 300 W / kg aig sgaoileadh 1C ach 250 W / kg aig sgaoileadh 3C. Bidh teòthachd, aois, agus staid cosgais a 'toirt buaidh air a' cheangal seo.

C: An urrainn cumhachd sònraichte a leasachadh gun a bhith ag àrdachadh cuideam bataraidh?

A: Tha, tro iomadh dòigh-obrach. Le bhith a’ lùghdachadh strì a-staigh a’ leasachadh lìbhrigeadh cumhachd gun atharrachaidhean mòra. Bidh stuthan electrode adhartach a’ comasachadh gluasad ian nas luaithe. Bidh ailtireachd cealla làn-leasaichte a’ lughdachadh cho-phàirtean neo-ghnìomhach. Ach, tha gach dòigh-obrach a’ toirt a-steach malairt innleadaireachd le comas lùtha, sàbhailteachd no cosgais.

C: Dè a th’ ann an cumhachd sònraichte dha-rìribh airson bataraidh lithium-ion?

F: Lìbhrigidh ceallan lithium malairteach -ion EV timcheall air 340 W/kg de chumhachd sònraichte leantainneach, agus bidh ceallan cumhachd àrd-adhbhar a’ ruighinn 800–1,250 W/kg ann an deuchainn cuisle àbhaisteach - mar as trice bidh figearan os cionn 3,000 W/kg a’ toirt cunntas air cealla goirid- pasgan ìre crìochnaichte. Tha an t-eadar-dhealachadh seo freagarrach nuair a dh’ fheumas tu coimeas a dhèanamh eadar dàta gu h-onarach, ach chan eil e eadar-mhalairteach leis an àireamh sheasmhach as urrainn dhut a chuir a-steach: chan eil pasgan iomlan a’ cumail ach mu 50–70% de chumhachd ìre cealla aon uair ‘s gu bheil pàircean, bàraichean-bus agus fuarachadh air an toirt a-steach. Gus coimeas a dhèanamh eadar an leithid, dearbhaich a bheil luach ainmichte a’ leantainn protocol cuisle leithid deuchainn Caractar Cumhachd Hybrid Pulse (HPPC) USABC no bunait sgaoilidh leantainneach fo IEC 62660-1, agus a bheil e air a thomhas aig a’ chill no sa phasgan.

C: A bheil cumhachd sònraichte cudromach nuair a thaghas tu bataraidh làimhseachadh stuthan?

F: Airson a’ mhòr-chuid de uidheamachd làimhseachadh stuthan is e meatrach àrd-sgoile a th’ ann, agus os cionn-’s e mearachd solarachaidh cumanta a th’ ann le cosgais a ghabhas tomhas. Bidh trì modhan fàilligeadh a’ nochdadh a-rithist san raon: (1) bidh ceannaichean a’ ruith cumhachd àrd gu-rangachadh cuideim agus a’ pàigheadh cus airson cealla cumhachd àrd nuair a bhios pasgan àbhaisteach LiFePO4 mu thràth a’ còmhdach an t-sruth lioft - mar as trice bidh a’ phrìs sgudail a’ ruith 15–30% air cosgais cealla; (2) tha pasgan air a shònrachadh air cumhachd buillean stùc ach tha e a' dol an sàs ann an cuairtean ioma-togail seasmhach a chionn 's nach deach an ìre C leantainneach aige a sgrùdadh a-riamh, ag adhbhrachadh gearradh BMS ann am meadhan gluasad; (3) tha lùth sònraichte agus beatha baidhsagal air am malairt air falbh airson àireamh cumhachd nach bi an cearcall dleastanais a’ cleachdadh a-riamh, a’ giorrachadh beatha seirbheis fo chosgais ioma-shluasaid. Airson forklifts, làraidhean ruigsinneachd, AGVn, agus scrubbers làr, is e na paramadairean cinnteach an ìre sgaoilidh leantainneach C-, lùth sònraichte a ghabhas cleachdadh gach cosgais, agus beatha baidhsagal air a mheas - le cumhachd sònraichte stùc air a sgrùdadh a-mhàin an aghaidh an aon lioft as truime.

Bidh cumhachd sònraichte a’ tomhas a’ cheangail bhunasach eadar toradh cumhachd agus tomad siostam. Le bhith a’ tuigsinn a’ mheatrach seo cuidichidh innleadairean agus luchd-cleachdaidh measadh a bheil stòr cumhachd a’ freagairt air na tagraidhean a tha san amharc. Leanaidh bataraidhean a’ putadh crìochan cumhachd sònraichte fhad ‘s a tha dealanachadh còmhdhail ag iarraidh siostaman stòraidh lùth nas aotroime agus nas comasaiche. Tha an meatrach a’ frithealadh mar aon lionsa tron urrainn dhuinn sùil a chumail air adhartas a dh’ ionnsaigh stòradh lùtha a tha a’ farpais no a’ dol thairis air roghainnean traidiseanta eile.