جودة بطارية الحمض الرصاصي التي يتم تنظيمها بالصمام & بطارية الجيل AGM الصانع

معظم بطاريات السيارات الكهربائية مصنوعة من كميات مختلفة من أيونات الليثيوم، الكوبالت، النيكل، المنغنيز، السيليكون والكهربائيات. داخل ذلكجهاز الفصلوالكهربائيات، وجامعي التيار الإيجابي والسلبي (فكر في الجانب المسطح و الجانب مع الارتطام في بطارية AA). ولكن ماذا يعني ذلك بالضبط؟ لماذا الليثيوم؟ أي أيونات؟لا تخافوا نحن هنا لنشرح ما هي بطاريات السيارات الكهربائية مصنوعة من. للبدء، دعونا نثبت أنه على الرغم من أن بطارية تيسلا وبطارية شيفروليه بولت هي بطاريات ليثيوم أيون، هذا لا يعني أنها مصنوعة بنفس الطريقة.كيمياء البطارية لها تأثير كبير على طريقة شحن وتفريغ بطارية، كيفية إدارة الحرارة، كمية الطاقة التي يمكن لكل خلية في مجموعة البطارية تخزينها، وماذا كل خلية تكلف.سامسونج SDI و LG يحاولون دائماً تعديل كيميائهم للحصول على أفضل أداء وأقل تكاليف. الوصفات الدقيقة لخلايا البطارية لمعظم الشركات المصنعة ليست معلومات عامة لأن لكل شركة صيغتها الخاصةلذا دعونا نقسم ما هم وما يفعلونبدءاً من الليثيوم الليثيوم يتكون الليثيوم في بطارية ليثيوم أيون ("ليثيوم أيون" باختصار) من الكاثود والانود، المعروف أيضاً بالجانبين الإيجابي والسلبي لخلية البطارية.يتحرك أيونات الليثيوم داخل الجانب الإيجابي للخلية (الكاثود) وتولد إلكترونات، حيث يتم شحنها سلباً، تريد الوصول إلى الجانب السلبي (المنود) من البطارية ولكن لا تستطيع بسبب الفاصل بين الكاثود والمنود.هذا يعني أن الإلكترونات ستخرج من الجانب الإيجابي من البطارية، من خلال الجهاز الخاص بك، وتشغيله، ومن ثم العودة إلى المنود. الليثيوم في الخلية ليس الليثيوم البدائي النقي لأنه يتفاعل مع العناصر الأخرى ليكون آمناً بدلاً من ذلك، الليثيوم المستخدم هو في شكل أكسيد معدن الليثيوم,في معظم الحالات، يستخدم المصنعون أكسيد الكوبالت الليثيوم على الجانب الكاثودي للبطارية و مركبات الليثيوم الكربون على الأندود. الكوبالت يستخدم الكوبالت في البطاريات لسببين رئيسيين. الأول، أنه يوفر كثافة طاقة ممتازة، مما يعني أنه كلما استخدمت خلايا البطارية الكوبالت أكثر (إلى حد ما) ، كلما استطاعت تخزين المزيد من الكهرباء.الميزة الأخرى هي أن الكوبالت يزيد من الاستقرار الحراري لخلية البطاريةلماذا الاستقرار الحراري مهم؟ في مقالتنا ذات الصلة حول حرائق السيارات الكهربائية، لاحظنا أن أقل استجابة للبطارية لتغيرات درجة الحرارة، أقل عرضة للفرار الحراري،وبالتالي أقل عرضة للانفجار في حريق الليثيوم من الصعب إطفائه. الاعتماد المفرط على الكوبالت له عيوبه الكوبالت يعتبر عنصر من الأرض النادرة وكما يوحي الاسم فهو غير شائع جداًكما أنها تميل إلى أن توجد في المناطق التي تعاني من الكثير من عدم الاستقرار السياسي والاجتماعي، والتي يمكن أن تؤدي إلى تقلبات في الأسعار وحشية وكذلك انتهاكات كبيرة لحقوق الإنسان من قبل شركات التعدين والبلدان التي تعمل فيها. هذه القضايا دفعت مصنعي البطاريات إلى محاولة الحد من كمية الكوبالت في موادهم الكيميائية.لكن له أيضاً سلبيات. النيكل يستخدم النيكل في البطاريات لزيادة كثافة الطاقة للخلية ، على غرار الكوبالت. ومع ذلك ، على عكس الكوبالت ، يمكن أن تواجه خلايا البطاريات الغنية بالنيكل مشاكل في التشقق الصغير على سطح الكاثود.هذا يمكن أن يسبب تدهور الأداء في وقت أقصر من البطارية مع أقل من النيكل وأكثر الكوبالت. لا يزال هناك الكثير من المزايا المتميزة لاستخدام النيكل أولاً، يباع بنحو 18000 دولار إلى 21000 دولار للطن، مقارنة بالكوبالت، الذي يسعر بانتظام أكثر من 30 دولار،000 لكل طن وله تقلبات أسعار أكبربعد ذلك، يمكن تخفيف تلك الشقوق الصغيرة التي تسبب فقدان الأداء باستخدام "تدرج" في بناء الكاثود. وهذا يعني أن مركز الكاثود هو في الغالب النيكل،ثم يتم طبقة المعادن الأخرى مع خصائص أداء مختلفة فوقها. المانغنيز المكون الرئيسي الثالث في العديد من مواد البطارية الكيميائية هو المنغنيز. في حين أن النيكل والكوبالت يعملان مع الليثيوم لزيادة تخزين الطاقة، فإن المنغنيز يبقي كل شيء معاً ومستقر.إنه مادة مضافة هيكلية، وعلى هذا النحو، يستخدم في نسبة أقل من النيكل أو الكوبالت. السيليكون عندما تزيد من كثافة الطاقة على الجانب الإيجابي من الخلية مع النيكل والكوبالتستحتاج تلك الإلكترونات إلى مكان للذهاب بعد رحلتها من خلال محركات سيارتكالسيليكون رائع لأنه مستقر وغير مكلف ويمكنه احتواء حوالي 10 أضعاف عدد الإلكترونات مثل الجرافيت الالكتروليت بدون إلكتروليت في خلية البطارية، لن يكون هناك طريقة للكترونات للتحرك من الأندود إلى الكاثود أثناء الشحن. إنها الصلصة السرية التي تجعل البطارية تعمل.هناك عدة أنواع من المواد الكهربائية والكيمياء يمكن أن تصبح معقدة، لكنهم ينقسمون إلى عدة عائلات مختلفة الحلول المائية سائلة، بينما الحلول غير المائية ليست كذلك. ثم لدينا السوائل الأيونية،أكثر استقراراً في درجة الحرارة ولديها خصائص نقل أفضل من المحلولات العضوية المائية وغير المائيةبعد ذلك، هناك الكهربائيات البوليمرية، التي تستخدم البلاستيك كعامل ربطها. وأخيرا، لدينا الكهربائيات الهجينة، التي هي هجينات من الأنواع الأخرى. منفصل الوظيفة الرئيسية للمفصل داخل الخلية هي منع حدوث دوائر قصيرة عن طريق فصل الكاثود والانود.عادة ما يتم تصنيع الفاصل من البلاستيك الميكروبوروس ويسمح لبعض تدفق الإلكترونات من الكاثود مباشرة إلى الأندودهذا أمر طبيعي، لكن عندما تصبح الخلية ساخنة جداً، يعمل المفرز كنوع من الفيوز للخلية.تفرز تماماً جانب واحد من الخلية من الجانب الآخر و نأمل منع حريق سيء. إدموندز يقول هناك الكثير من الكيمياء المتقدمة التي تحدث داخل بطارية السيارة الكهربائيةيشكلون الجزء الأكثر تكلفة من السيارة و هم جزء من السبب في أن أس أر بي تبقى مرتفعة.

هناك جهود دولية لاعتماد انبعاثات صافية صفر بحلول عام 2050، والليثيوم هو الكيمياء البطارية الاختيار.المعدن الثمين هو المادة النشطة الرئيسية في البطاريات القابلة لإعادة الشحن لكل من الإلكترونيات الاستهلاكية، والمركبات الكهربائية (EVs) ، وأنظمة الطاقة المتجددة، على الرغم من أن نسبة البطاريات التي تحتوي على الليثيوم سوف تختلف تبعا لتطبيق البطارية ونوعها وحجمها.وفقاً للمصادر، كانت بطاريات ليثيوم أيون التكنولوجيا المهيمنة للسيارات الكهربائية وبعض أنظمة الطاقة المتجددة التي تمثل 60٪ من سوق البطاريات العالمية،مع التنبؤ بأن يصل إلى 85% بحلول عام 2030ومع ذلك، هذا لا يعني أن جميع بطاريات ليثيوم أيون تستخدم نفس كمية الليثيوم، حيث أن المواد الكيميائية المختلفة لها تركيبات وخصائص أداء مختلفة.أفضل خمسة بطاريات الليثيوم هي: فوسفات الحديد الليثيوم أكسيد الكوبالت الليثيوم النيكل المنغنيز أكسيد الليثيوم المنغنيز الليثيوم النيكل الكوبالت الألومنيوم تيتانات الليثيوم يعتمد الأمر على الرغبة والحاجة إلى الميزات، مثل كثافة الطاقة، وأداء الطاقة، والسلامة، ومدة العمر، والتكلفة لتسليط الضوء على البطارية الصحيحة. منذ عام 1996، قدم المركز الوطني لمعلومات المعادن الكتب السنوية للمعادن وموجزات ملخصات السلع المعدنية حول العرض العالمي والطلب،وتدفق السلعة المعدنية الليثيوم في U السنويةالمسح الجيولوجي الأمريكي (USGS). في تقرير USGS العالمي لعام 2023 ، تم تقدير احتياطيات الليثيوم بنحو 21 مليون طن وتوزيعها بين مختلف المناطق والبلدان.وكانت البلدان الخمسة الأولى مع أكبر احتياطيات الليثيوم: تشيلي (9.3 مليون طن) ، أستراليا (6.2 مليون طن) ، الأرجنتين (2.2 مليون طن) ، الصين (1.5 مليون طن) ، والولايات المتحدة (1.1 مليون طن). واحدة من أكبر رواسب الليثيوم المعروفة في الولايات المتحدة فيما يتعلق بتكنولوجيا تخزين الطاقة والبطاريات، أثار تحديد أحد أكبر رواسب الليثيوم في الولايات المتحدة مؤخراً اهتمامًا كبيرًا وتوقعات في قطاع الطاقة.تم اكتشاف مستودع الليثيوم الجديد في منطقة الحدود بين نيفادا وأوريغون في فوهة بركانية، مما يمثل علامة بارزة في مجال الطاقة المستدامة.هذا المصدر الجديد لليثيوم قد أثار الإحداثيات في العديد من الصناعات التي تعتمد على تكنولوجيا البطارية وحلول تخزين الطاقةويقدر الودائع بين 20 و40 مليون طن، مما يمكن أن يجعلها أكبر مصدر للليثيوم في العالم.هذا الاكتشاف من المقرر أن يحدث ثورة في مشروعات إنتاج البطاريات وتخزين الطاقةفي ولاية نيفادا وكاليفورنياوالباحثون يتوقعون بفارغ الصبر الآثار المحتملة لاستغلال موارد الليثيوم الجديدة. الإثارة في الصناعة استجابة الصناعة لهذا الاكتشاف الرائد لم تكن سوى كهرباءوالباحثون يتوقعون بفارغ الصبر الآثار المحتملة لاستغلال موارد الليثيوم الجديدةويعني وفرة الليثيوم في الولايات المتحدة خطوة كبيرة نحو الاكتفاء الذاتي في مواد البطارية، والحد من الاعتماد على الواردات وربما خفض التكاليف للمستهلكين. آفاق الاستفادة من هذه الودائع الضخمة من الليثيوم لتكنولوجيا البطارية مغرية.يدرس المصنعون كيف يمكن لهذا المورد الجديد أن يعزز كفاءة وأداء البطاريات، مما يؤدي إلى التقدم في قدرات المركبات الكهربائية وحلول تخزين الطاقة على نطاق الشبكة.إثارة الطموحات للتطبيقات وممارسات الطاقة المستدامة. تقديرات الموارد الاستدلالية تقديرات الموارد المستنتجة المرتبطة بمودعات الليثيوم هذه تحمل وعودا هائلة لدفع مشاريع استخراج الليثيوم في المستقبل في الولايات المتحدة.هذه التقديرات توفر رؤى حاسمة حول الحجم والجودة المحتملة للودائع، لتوجيه قرارات الاستثمار والاستراتيجيات التشغيلية لشركات التعدين. مع التركيز المتزايد على مصادر الطاقة المستدامة والحاجة الملحة إلى الانتقال إلى تكنولوجيات أكثر نظافة، لا يمكن المبالغة في أهمية تقديرات الموارد المستنتجة.ستلعب البيانات المستمدة من هذه التقديرات دورا محوريا في تشكيل تطوير طرق الاستخراج، واستراتيجيات التخفيف من آثار البيئة، وممارسات إدارة سلسلة التوريد في قطاع تعدين الليثيوم. مع تحول الصناعة نحو نهج أكثر استدامة ووعيا بيئيا لتخزين الطاقة ، فإن توفر الليثيوم الموثوق به والواسع النطاق في الولايات المتحدة يوفر ميزة استراتيجية.من خلال تسخير هذه الموارد المستنتجة بفعالية، تهدف الأطراف المعنية إلى تعزيز إنتاج البطاريات المحلي، وتعزيز الابتكار في أنظمة تخزين الطاقة طويلة الأمد، والمساهمة في التحول العالمي نحو مصادر الطاقة المتجددة. معالجة احتياجات الطاقة العالمية هذا الودائع الليثيوم يأتي في وقت حاسم عندما الطلب على حلول تخزين الطاقة ترتفع في جميع أنحاء العالم مع التوسع السريع لمصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياحالحاجة إلى أنظمة تخزين طاقة فعالة وموثوقة لم تكن أكثر إلحاحًا من أي وقت مضىوفيرة الليثيوم في الولايات المتحدة يمكن أن تلعب دورا محوريا في تلبية هذه الاحتياجات المتزايدة للطاقة وتقليل اعتمادنا على الوقود الأحفوري. الآثار المترتبة على نظم تخزين الطاقة اكتشاف هذا المورد الهائل من الليثيوم له آثار بعيدة المدى على تطوير أنظمة تخزين الطاقة طويلة المدىتكنولوجيات تخزين الطاقة المتقدمة ضرورية لتحقيق الاستقرار في الشبكة وضمان إمدادات الطاقة المستدامة. The availability of such a significant lithium deposit in the US paves the way for the accelerated deployment of cutting-edge storage solutions that can store immense amounts of energy for extended periods، مما يتيح مرونة الشبكة وتعزيز تكامل الطاقة المتجددة. هذا الاكتشاف الهائل لأحد أكبر رواسب الليثيوم في الولايات المتحدة يعلن عن عصر جديد من الإمكانيات لتكنولوجيا البطارية ومبادرات تخزين الطاقةتمهيد الطريق لمستقبل طاقة أكثر خضرة ومرونة. هل استمتعت بما قرأته حتى الآن؟ اقرأ المقال الكامل وبقية عدد الربيع منالطاقة العالميةمن خلال متابعة الرابط أو أدناه، أو لماذا لا تسجل اليوممجاناً!     لمزيد من الأخبار والمقالات التقنية من صناعة الطاقة المتجددة العالمية، اقرأ أحدث عدد من مجلة إنرجي جلوبال. عدد ربيع عام 2024 لـ "إنرجي غلوبال" يبدأ عدد ربيع عام 2024 من مجلة إنرجي غلوبال بتعليق ضيف من فيلد حول كيف يمكن لمواقع تخزين البطاريات أن تكون حلاً قابلاً للحياة لتقليص الطاقة،قبل الانتقال إلى تقرير إقليمي من ثيودور ريد مارتن، مساعد محرر، طاقة العالمية، النظر في حالة الطاقة المتجددة في أوروبا.تكنولوجيا تخزين البطارية، الطلاء، وأكثر من ذلك.

محطات الطاقة الافتراضية (VPPs) في كاليفورنيا باستخدام تقنيات تشمل البطاريات المنزلية واستجابة الطلب (DR) يمكن أن توفر 7.5GW من القدرة في عشر سنوات، 15٪ من ذروة الطلب،تحليل من شركة الاستشارات مجموعة براتل تظهر. التقريرإمكانات الطاقة الافتراضية في كاليفورنيا: كيف يمكن لخمسة تقنيات استهلاكية تحسين تكلفة الطاقة في الولاية، ينظر إلى إمكانات السوق لنشر VPP في الولاية الغربية للولايات المتحدة والتي يمكن أن توفر للمستهلكين 550 مليون دولار أمريكي سنويا في كاليفورنيا. بتكليف من منظمة Gridlab غير ربحية، فحصت خمس تقنيات متوفرة تجارياً: التحكم الذكي في تكييف الهواء القائم على الحرارة، والبطاريات خلف العداد،شحن المركبات الكهربائية السكنية، وتسخين المياه التفاعلي الشبكة، وأنظمة استجابة الطلب الآلي للمباني التجارية الكبيرة والمرافق الصناعية. يمكن أن تمثل الخمسة مجتمعة أكثر من 7.5 جيجاواط من القدرة، أي زيادة بنحو خمسة أضعاف من استجابة الطلب الحالية في كاليفورنيا المستخدمة فيكفاية الموارد، بحلول عام 2035 ليس فقط يمكن أن يؤدي نشر محطات الطاقة الكهربائية في كاليفورنيا إلى توفير أكثر من نصف مليار دولار للمستهلكين ، بل يمكن أن يتجنب أيضًا أكثر من 750 مليون دولار أمريكي سنويًا في تكاليف النظام.وهذا يعني أن عدد محطات الطاقة الجديدة المطلوبة أقل وأقل تحديثاً ضروري لخطوط النقل، وتقليل المخاطر المرتبطة بتأخيرات الترابط.ما يقرب من 1TW من طاقة الطاقة الشمسية الكهروضوئية في طوابير الترابطبحلول نهاية عام 2022 تقدّر تقرير سابق من مجموعة "براتل" أنيمكن أن توفر محطات الطاقة العامة للشركات الأمريكية ما يصل إلى 35 مليار دولار أمريكيفي العقد المقبل مع نشر 60GW من VPP. في مواجهة زيادة سريعة في فواتير المرافق في جميع أنحاء الولاية، يظهر هذا التقرير إمكانات هائلة من محطات الطاقة العامة لتوفير بأسعار معقولة،قدرة توليد نظيفة وكذلك الدعم الحاسم لموثوقية الشبكة"قال ريك أوكونيل، المدير التنفيذي لـ"جريد لاب