
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Authors: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Shengyu Tao Haizhou Liu Chongbo Sun Haocheng Ji Guanjun Ji Zhiyuan Han Runhua Gao Jun Ma Ruifei Ma Yuou Chen Shiyi Fu Yu Wang Yaojie Sun Yu Rong Xuan Zhang Guangmin Zhou Hongbin Sun Abstract Mena lafin'ny fanangonana ny bateria efa tsy ampiasaina miaraka amin'ny fitaovana cathode samihafa dia manelingelina ny fampiasana ny fanodinana mivantana noho ny toetra miankina amin'ny cathode. Ny fitomboan'ny bateria efa tsy ampiasaina dia mitaky fanasokajiana marina ho an'ny fanodinana mivantana mahomby, saingy misy ny fanamby avy amin'ny tantaran'ny asa samihafa, ny mpanamboatra samihafa, ary ny olana momba ny fiarovana ny angona mpiara-miombon'antoka amin'ny fanodinana (tompon'ny angona). Teto izahay dia nampiseho, avy amin'ny angona tokana misy bateria lithium-ion 130 ahitana fitaovana cathode 5 sy mpanamboatra 7, fa ny fomba fampianarana milina voaangona dia afaka mamaritra ireo bateria efa tsy ampiasaina ireo nefa tsy miankina amin'ny angona asa teo aloha, miaro ny fiarovana ny angona mpiara-miombon'antoka amin'ny fanodinana. Amin'ny alalan'ny fampiasana ny endri-javatra nalaina tamin'ny tsingerin'ny fiampangana sy famoahana farany, ny maodelinay dia mampiseho lesoka fanasokajiana cathode 1% sy 3% eo ambanin'ny toe-javatra fanodinana bateria mitovy sy tsy mitovy tsirairay avy, vokatry ny paik'izy ireo vaovao momba ny fampitovian-dalàna amin'ny elanelana Wasserstein. Raha ny lafiny ara-toekarena, ny fomba naroso dia manasongadina ny sandan'ny fanasokajiana bateria marina ho an'ny indostrian'ny fanodinana mahomby sy maharitra. Ity fanadihadiana ity dia manambara paradigm vaovao amin'ny fampiasana angona mora tohina amin'ny fiarovana avy amin'ny loharano samihafa, manamora ny fanapahan-kevitra iombonana sy manaja ny fiarovana ho an'ny rafitra mizara. Introduction Ny bateria lithium-ion (LIBs), izay ampiasaina ho fitaovana fitahirizana angovo, dia nampiasaina betsaka amin'ny sehatra maro, manomboka amin'ny famokarana indostrialy ka hatramin'ny fiainana andavanandro amin'ny maha-lalana teknika ekena. Ny vinavina dia milaza fa ny famokarana LB eran-tany dia hihoatra ny 1.3 TWh amin'ny taona 2030  rehefa ny fitomboan'ny fangatahana bateria dia hihoatra lavitra ny fahazoana akora metaly manan-danja toy ny lithium sy cobalt , . Na izany aza, ny salanisan'ny androm-piainan'ny vokatra LB dia 5–8 taona, ka miteraka fiakaran'ny bateria efa tsy ampiasaina amin'ny firenena maro. Raha tsy tantanana tsara, ny bateria efa tsy ampiasaina dia hiteraka fahasimbanana ara-tsolika tsy maharitra sy fahasimbana ara-tontolo iainana. Amin'izao toe-javatra izao, ny fampandrosoana ny teknolojia fanodinana bateria dia manana lanjany lehibe rehefa miatrika ny onjan'ny fanjavonan'ny LB . 1 2 3 4 Ny fandrosoana vao haingana amin'ny fikarohana fanodinana bateria dia nifantoka tamin'ny fomba pyrometallurgical, hydrometallurgical, ary direct recycling . Raha oharina amin'ny fomba pyrometallurgical sy hydrometallurgical, ny fanodinana mivantana dia mijoro ho fomba hafa. Ity dingana ity dia tsy manimba ny rafitry ny fitaovana, mamela ny fanamboarana rafitra mahomby kokoa sy ny famerenana ny fahombiazana. Fanampin'izany, ny fanodinana mivantana dia mampiseho tombombarotra ambony kokoa, satria mitaky fihinanana angovo ambany kokoa, fampihenana ny entona mandoto ary fampihenana ny tontolo iainana , . Na izany aza, amin'ny famokarana tena izy, ny mpanodinana bateria dia matetika miatrika LB misy singa tsy fantatra na fonosana bateria misy karazana fitaovana cathode samihafa. Raha jerena fa ny fanodinana mivantana dia mety miankina be amin'ny cathode, ny fahasarotana toy izany dia mahatonga ny fampiharana ny fanodinana mivantana tsy azo atao mba hahazoana ny sandan'ny bateria efa tsy ampiasaina . Zava-dehibe ny manasongadina fa na dia azo esorina aza ny metaly manan-danja avy amin'ny karazana fitaovana cathode mifangaro amin'ny alalan'ny paikady fanodinana mahazatra, ny fifandraisan'ny fitaovana cathode samihafa mandritra ny dingana fanodinana dia mety hisy fiantraikany ratsy amin'ny kalitaon'ny vokatra . Noho izany, ny fahatakarana ny vaovao momba ny karazana fitaovana cathode eo amin'ny lafiny fanodinana dia misy fiantraikany lehibe amin'ny safidin'ny lalana fanodinana mivantana ary mampitombo ny kalitao, tombombarotra ary faharetan'ny vokatra. 5 6 7 8 9 Ny fanodinana mivantana miaraka amin'ny fanampian'ny olombelona dia natolotra mba hamantarana ny vaovao momba ny karazana fitaovana cathode bateria efa tsy ampiasaina amin'ny dingana mialoha ny fitsaboana, izay mbola tsy mahomby ara-bola rehefa mitombo ny indostrian'ny fanodinana . Mba hahazoana vaovao momba ny karazana cathode bateria efa tsy ampiasaina, ny vondrom-piarahamonina siantifika sy indostrialy dia nanomboka rafitra fikarohana ny androm-piainan'ny bateria  sy ny hevitra vao misondrotra toy ny pasipaoro bateria  ary ny génome angona bateria . Na dia efa nisy aza ny bateria marobe nampiasaina talohan'ireo hetsika ireo, dia misy ny fifanarahana mitombo fa tokony ho azo idirana ny vaovao momba ny bateria mandritra ny androm-piainana mba hanamora ny fanapahan-kevitra momba ny fiainana faharoa . Izany dia hita taratra manokana amin'ny sehatry ny fanodinana bateria, ny fiatoana farany amin'ny fiainana faharoan'ny bateria, satria ny lalana fanodinana dia mety miankina amin'ny cathode. Na izany aza, ny rafitra fikarohana ny androm-piainan'ny bateria na ny pasipaoro bateria dia afindra amin'ny alalan'ny fitaovana elektronika toy ny kaody barazy sy ny fifandraisana akaiky, izay mety hiteraka fampiasam-bola lehibe ary mety tsy mifanaraka amin'ny mpamorona bateria samihafa. Ankoatra izany, ny fitaovana elektronika dia mijanona ho sarotra tantanana tsy tapaka mandritra ny androm-piainany, ka miteraka fitaovana simba sy tsy azo idirana amin'ny dingana fanodinana satria ny fizotran'ny famokarana LB maoderina dia mbola tsy mifanaraka amin'ny famokarana ka hatramin'ny fanodinana . Noho izany, ilaina maika ny fandrosoana lehibe kokoa mba hahazoana fanasokajiana mahomby ny karazana cathode bateria amin'ny alalan'ny fampiasana fotsiny ny fampahalalana mora idiran-tany , , mifanohitra amin'ny angona taloha voarakitra na ny fomba fanampian'ny olona, manamora ny fampiasana ny fanodinana mivantana mba hampitomboana ny kalitao sy ny tombombarotry ny vokatra voaodin'ny vokatra. 1 10 11 12 13 14 15 16 Tao anatin'ny taona vitsivitsy izay, ny milina fianarana dia nipoitra ho fitaovana azo ampiharina mba hamahana ny fanontaniana misokatra amin'ny sehatry ny bateria rehetra. Amin'ny lohahevitra hafa mifandraika amin'ny bateria, ny milina fianarana dia nahafahana namerina ny fomba fiasan'ny bateria sarotra , , , vinavinaina ny androm-piainana sisa , , , , , manombana ny toetry ny fahasalamana , , , manatsara ny tsingerin'ny fiainana , , manombana ny fizarana fahafatesana , na dia mba hitarihana ny famolavolana bateria , , ary vinavinaina ny fahombiazan'ny fiainana manontolo avy hatrany aorian'ny famokarana . Raha ny momba ny fanodinana bateria, vitsy ny asa no nandinika milina fianarana momba ny fitaovana cathode , , izay manome tsiny ny tsy fahampian'ny angona bateria, indrindra fa ho an'ireo nampiasaina hatramin'ny farany. Ny ankamaroan'ny fianarana navoaka dia mampiseho habe santionany voafetra  ary voafetra kokoa amin'ny fahasamihafana cathode bateria . Ny tsy fahampiana dia vokatry ny fandaniana lehibe, ny fotoana fitiliana lava , ary indrindra indrindra, ny fiarovana ny angona noho ny antony ara-barotra na ny tombontsoa. Vokatr'izany, ny olan'ny fiarovana dia manamafy ny safidy izay ny angona bateria efa misy, na dia betsaka aza ny habetsahana sy ny fahasamihafana avy amin'ny antoko maro toy ny mpanamboatra bateria, ny fampiharana azo ampiharina, ny andrim-panabeazana akademika, ary ny sehatra fahatelo, dia tsy azo zaraina. Ny safidy toy izany dia mitaky ny fianarana ny fanasokajiana fitaovana cathode mba hanatsarana ny safidin'ny fomba fanodinana bateria amin'ny fomba fiaraha-miasa nefa miaro ny fiarovana. 17 18 19 20 21 22 23 24 19 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 Ny milina fianarana voaangona, ho paradigm mizara sy miaro ny fiarovana, dia manana ny fahafahana hamaha ny fiaraha-miasa eo amin'ny antoko maro (mitovy, ny habetsaky ny angona bateria sy ny fahasamihafana) ary ny olana momba ny fiarovana amin'ny alalan'ny fiaraha-mianatra amin'ny milina , , . Amin'ny tsingerin'ny fiofanana tsirairay, ny tompon'ny angona mizara dia manao fiofanana eo an-toerana amin'ny heriny kajy eo an-toerana, manafina ny sandan'ny maodely na ny voka-javatra voaofana, ary mandefa izany any amin'ny mpandrindra foibe mba ho fanangonana. Zava-misy fa ny angona manta dia tsy miala mihitsy amin'ny tompony tsirairay ary ny sandan'ny voafindra dia voafafa tsara mba hiarovana ny fiarovana ny angona. Ny milina fianarana voaangona dia nandinika lalina tamin'ny sehatra maro, anisan'izany ny fahasalamam-bahoaka , , fitiliana klinika , , , e-commerce , Internet of Things , computing finday , ary tambajotra maranitra , , . Ity fomba ity dia afaka manova ny paradigm fikarohana mifototra amin'ny angona amin'ny sehatry ny angovo midadasika amin'ny alalan'ny fampiroboroboana ny fiaraha-miasa miaro ny fiarovana, indrindra ho an'ireo manana fahazoan-dàlana amin'ny angona voafetra. Raha ny momba ny sehatry ny fanodinana bateria, ny milina fianarana voaangona dia manana fahafahana tsara amin'ny fampiasana ny habetsahan'ny angona bateria efa misy nefa tsy azo zaraina noho ny olana momba ny fiarovana. Amin'ny paradigm fiaraha-miasa nefa miaro ny fiarovana toy izany, ny fanasokajiana ny bateria efa tsy ampiasaina dia azo tanterahana amin'ny fahamarinana avo, fahombiazana, fanitarana ary fanomezan-dalana, manatsara ny kalitao sy ny tombombarotry ny vokatra voaodin'ny vokatra. Araka ny fahalalanay, tsy mbola nisy ny fianarana milina fianarana voaangona mifantoka amin'ny fanodinana bateria. 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 Amin'ity fanadihadiana ity, izahay dia manao fanasokajiana fitaovana cathode ny bateria efa tsy ampiasaina, mampiasa ny angona bateria efa misy avy amin'ny mpiara-miombon'antoka maro, toy ny mpanamboatra bateria, mpandraharaha fampiharana, andrim-panabeazana fikarohana akademika, ary sehatra fahatelo, amin'ny fomba milina fianarana fiaraha-miasa nefa miaro ny fiarovana araka ny asehon'ny Fig. . Ny maodely milina fianarana voaangona dia nofahanana tamin'ny alalan'ny fampiasana tsingerin'ny fitsapana eny an-tsaha iray ihany tamin'ny alalan'ny fizotran'ny fananganana endrika mahazatra, raha tsy misy fahalalana mialoha momba ny fepetra asa teo aloha. Izahay dia mampitaha ny tanjaky ny faminaniana ny maodely milina fianarana voaangona amin'ny maodely eo an-toerana voafaky ny tena samy izy mifototra amin'ny angona eo an-toerana eo ambanin'ny toe-javatra fanodinana bateria mitovy sy tsy mitovy. Ny olana momba ny tsy fitoviana dia voavaha amin'ny alalan'ny paikady fampitovian-dalàna amin'ny elanelana Wasserstein narosonay. Ny fanombanana ara-toekarena ny fanodinana bateria efa tsy ampiasaina amin'ny fampiasana ny rafitra milina fianarana voaangona narosonay dia natao, manasongadina ny maha-zava-dehibe sy ny fahaterahana amin'ny fanasokajiana marina ny bateria efa tsy ampiasaina. Izahay dia miresaka amin'ny ankapobeny momba ny fahatakarana ny maodely, ny fiantraikan'ny fanodinana bateria, ary ny fironana midadasika kokoa amin'ny fanao fanodinana bateria amin'ny ho avy miaraka amin'ny milina fianarana voaangona. 1    Loharano angona maro, toy ny mpanamboatra bateria (Sary nomarihan'i Addionics), mpandraharaha fampiharana (fonosana bateria ao amin'ny gorodona fiara elektrika. Sary nomarihan'i Tesla), andrim-panabeazana fikarohana akademika, ary sehatra fahatelo, dia mety ho mpanome angona. Ny angona bateria dia tsy mifanakalo eo amin'ny mpanome na averina any amin'ny mpanodinana bateria. Fa kosa, ny mpanome angona dia mampiofana maodely eo an-toerana ary mizara ny sandan'ny maodely miaraka amin'ny mpanodinana bateria mba hananganana maodely manerana ny firenena. Ny teknika fampitovian-dalàna amin'ny elanelana Wasserstein narosonay dia mampivondrona ny maodely eo an-toerana ho ao an-davan'ny maodely, izay mahatohitra ny tsy fitovian'ny angona sy ny tabataba. Ny mpanodinana bateria dia afaka mampiasa ny maodely miarahan'ny miomana ho amin'ny fanasokajiana bateria, miaraka amin'ny angona fitsapana eny an-tsaha mora idiran-tany.   Ny rafitra milina fianarana voaangona narosonay dia mamporisika ny mpiara-miombon'antoka hizara ny angona sady miaro ny fiarovana ny angona mifanohitra amin'ny paradigm daty nosorohina teo aloha. a b Results Data collection and standardization Ny kinetika bateria samihafa amin'ny karazana bateria samihafa dia matetika avo lenta sy sarotra toefana noho ny toe-javatra fampandehanana samihafa, ny fahasamihafana amin'ny famokarana, ary ny fampiasana teo aloha . Mba hahitana vahaolana amin'ity olana ity, nanangona sy nanamarika ny bateria efa tsy ampiasaina 130 izahay miaraka amin'ny karazana fitaovana cathode 5 avy amin'ny mpanamboatra 7 mba hananganana angona tsy ampy fijerena, mitovy amin'ny angona tsy mitovy. Noho ny fampiasana teo aloha, ny fahafahan'ny bateria voangona dia latsaky ny 90% amin'ny fahafaha-na voalohany. Ny fitaovana cathode bateria dia lithium cobalt oxide (LCO), nickel manganese cobalt (NMC), lithium ferrophosphate (LFP), nickel-cobalt-aluminum oxide (NCA), ary karazana mifangaro NMC-LCO, izay sarahan'ny vondrona 9 mifototra amin'ny mpanamboatra (Tabilao Fanampiny  ). Nataonay an-tsitra-po ny fampidirana bateria manana fampiasana teo aloha samihafa, manomboka amin'ny fitsapana laboratoara ka hatramin'ny fiara elektrika, mba hampiofana maodely mahazatra ho an'ny mpanodinana bateria tsy miankina amin'ny fampiasana teo aloha sy ny karazana bateria. 52 1 Ho an'ny fanamarihana, ny angona rehetra takiana avy amin'ny mpanodinana dia ny tsingerin'ny tsindry (fitsapana eny an-tsaha) miaraka amin'ny fitsapana fiampangana sy famoahana iray, izay mora tanterahana amin'ny tranga azo ampiharina. Ny angona voatsindry dia voalohany no nosasana tamin'ny famenoana ny sandan'ny tsy hita, fanoloana ny sandan'ny ivelan'ny fetra, ary ny fampiasana sivana median. Ny tabataba vokatry ny olombelona sy ny tabataba vokatry ny tsy fitoviana cathode dia notazonina an-tsitra-po, na izany aza, mba hahatonga ny maodely ho mahatohitra ny fidirana tsy tanteraka. Ny angona dia avy eo alaina tsikelikely amin'ny alalan'ny tsipika ho an'ny famenoana tsipika (Sary Fanampiny Fig. ) ary endrika namboarina ho an'ny fampihenana ny habeny, miaraka amin'ny andian-javatra fanamarihana mahazatra (Tatikasa Fanampiny  ). Ny endri-javatra nalaina avy amin'ny fizotran'ny fanamarihana dia mora takarina, olana iray manana tombontsoa ara-barotra lehibe. Raha ny fahalalanay, izao no voalohany indrindra nampiasana angona bateria tsy mitovy avy amin'ny loharano maro sy fampiasana teo aloha mba hanampiana amin'ny famolavolana paikady fanodinana bateria. 1 1 Ny Sary  a,   dia mampiseho ny fizotran'ny famoronana endrika. Mifantoka amin'ny tsipika fiampangana sy famoahana ny bateria efa tsy ampiasaina amin'ny tsingerina farany izahay, izany hoe, tsingerin'ny fiampangana sy famoahana iray (Sary Fanampiny Figs. – ). Amin'ny tsingerin'ny fiampangana, ny endrika 15 dia nalaina avy amin'ny fiampangana volt-capacity ary ny tsipika dQ/dV, izay V sy Q dia manondro ny sandan'ny volt sy ny capacity. Ny andian-javatra mitovy dia nalaina ho an'ny tsingerin'ny famoahana. Vokatr'izany, ny endrika 30 dia nalaina tamin'ny ankapobeny, araka ny asehon'ny F1 ka hatramin'ny F30. Jereo ny Tabilao Fanampiny   sy ny Tatika Fanampiny   ho an'ny fanazavana tsipiriany momba ny endrika. Ny Sary  c dia mampiseho ny sandan'ny endrika tanteraka sy ny fampitoviana ny bateria voafantina avy amin'ny kilasy tsirairay. Ny ankamaroan'ny sandan'ny endrika fampitoviana amin'ny kilasy samihafa dia mifampiditra ao amin'ny far 2 b 2 5 2 2 2

Part of HackerNoon's growing list of open-source research papers, promoting free access to academic material.

Ity horonam-peo ity dia novokarina tamin'ny fiteny niandohan'ny tantara!

Ity AI Arotsaka Avotra Anya Ahoana no Afaka Hovaovan'ny Fako Batterie Ho Tombontsoa Lehibe

About Author

COMMENTS

HANG TAGS

ITY ARTICLE ITY NO NARESAKA TAMIN'NY

Related Stories

Light-Mode

Classic

Newspaper

Minty

Dark-Mode

Neon Noir

Minty

HN StartUps