Pẹlu idagbasoke iyara ti ile-iṣẹ agbara titun, ibeere fun awọn batiri lithium iṣẹ giga ti n dagba. Botilẹjẹpe awọn ohun elo bii litiumu iron fosifeti (LFP) ati litiumu ternary wa ni ipo ti o ga julọ, aaye ilọsiwaju iwuwo agbara wọn ni opin, ati pe aabo wọn nilo lati ni iṣapeye siwaju sii. Laipẹ, awọn agbo ogun ti o da lori zirconium, paapaa zirconium tetrachloride (ZrCl₄) ati awọn itọsẹ rẹ, ti di aaye ibi-iwadii kan diẹdiẹ nitori agbara wọn ni imudarasi igbesi aye iyipo ati ailewu ti awọn batiri lithium.
O pọju ati awọn anfani ti zirconium tetrachloride
Ohun elo ti zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ ninu awọn batiri lithium jẹ afihan ni akọkọ ni awọn aaye wọnyi:
1.Imudara imudara gbigbe ion:Awọn ijinlẹ ti fihan pe awọn afikun ilana Organic irin (MOF) pẹlu ipoidojuko kekere awọn aaye Zr⁴⁺ le mu ilọsiwaju gbigbe ti awọn ions litiumu ṣe pataki. Ibaraẹnisọrọ to lagbara laarin awọn aaye Zr⁴⁺ ati apofẹlẹfẹlẹfẹlẹfẹlẹ litiumu le mu ijira ti awọn ions litiumu pọ si, nitorinaa imudara iṣẹ oṣuwọn ati igbesi aye igbesi aye batiri naa.
2.Enhanced ni wiwo iduroṣinṣin:Awọn itọsẹ tetrachloride zirconium le ṣatunṣe eto ojutu, mu iduroṣinṣin wiwo laarin elekiturodu ati elekitiroti dinku, ati dinku iṣẹlẹ ti awọn aati ẹgbẹ, nitorinaa imudarasi aabo ati igbesi aye iṣẹ ti batiri naa.
Iwontunwonsi laarin idiyele ati iṣẹ: Ti a fiwera pẹlu diẹ ninu awọn ohun elo elekitiroti to lagbara, idiyele ohun elo aise ti zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ jẹ kekere. Fun apẹẹrẹ, iye owo ohun elo aise ti awọn elekitiroli to lagbara gẹgẹbi lithium zirconium oxychloride (Li1.75ZrCl4.75O0.5) jẹ $11.6/kg nikan, eyiti o kere pupọ ju awọn elekitiroli to lagbara ti aṣa lọ.
Afiwera pẹlu litiumu iron fosifeti ati ternary lithium
Litiumu iron fosifeti (LFP) ati litiumu ternary jẹ awọn ohun elo akọkọ fun awọn batiri litiumu lọwọlọwọ, ṣugbọn ọkọọkan wọn ni awọn anfani ati awọn alailanfani tiwọn. Lithium iron fosifeti ni a mọ fun ailewu giga rẹ ati igbesi aye gigun, ṣugbọn iwuwo agbara rẹ kere; litiumu ternary ni iwuwo agbara giga, ṣugbọn aabo rẹ jẹ alailagbara. Ni idakeji, zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ ṣe daradara ni imudara gbigbe gbigbe ion ati iduroṣinṣin wiwo, ati pe a nireti lati ṣe awọn ailagbara ti awọn ohun elo ti o wa tẹlẹ.
Commercialization bottlenecks ati awọn italaya
Botilẹjẹpe zirconium tetrachloride ti ṣe afihan agbara nla ninu iwadii yàrá, iṣowo rẹ tun dojukọ awọn italaya kan:
1.Process ìbàlágà:Ni bayi, ilana iṣelọpọ ti zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ ko ti dagba ni kikun, ati iduroṣinṣin ati aitasera ti iṣelọpọ iwọn-nla tun nilo lati rii daju siwaju sii.
2.Iṣakoso idiyele:Botilẹjẹpe idiyele ti awọn ohun elo aise jẹ kekere, ni iṣelọpọ gangan, awọn idiyele idiyele bii ilana iṣelọpọ ati idoko-ẹrọ ohun elo nilo lati gbero.
Gbigba ọja: Litiumu iron fosifeti ati ternary lithium ti gba ipin ọja nla kan tẹlẹ. Gẹgẹbi ohun elo ti n yọ jade, zirconium tetrachloride nilo lati ṣafihan awọn anfani to ni iṣẹ ati idiyele lati gba idanimọ ọja.
Outlook ojo iwaju
Zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ ni awọn ifojusọna ohun elo gbooro ni awọn batiri lithium. Pẹlu ilọsiwaju ilọsiwaju ti imọ-ẹrọ, ilana iṣelọpọ rẹ ni a nireti lati wa ni iṣapeye siwaju ati idiyele yoo dinku laiyara. Ni ọjọ iwaju, zirconium tetrachloride ni a nireti lati ṣe ibamu awọn ohun elo bii litiumu iron fosifeti ati litiumu ternary, ati paapaa ṣaṣeyọri aropo apa kan ni awọn oju iṣẹlẹ ohun elo kan pato.
| Nkan | Sipesifikesonu |
| Ifarahan | White Danmeremere Crystal lulú |
| Mimo | ≥99.5% |
| Zr | ≥38.5% |
| Hf | ≤100ppm |
| SiO2 | ≤50ppm |
| Fe2O3 | ≤150ppm |
| Nà2O | ≤50ppm |
| TiO2 | ≤50ppm |
| Al2O3 | ≤100ppm |
Bawo ni ZrCl₄ ṣe ilọsiwaju iṣẹ ailewu ni awọn batiri?
1. Idilọwọ idagbasoke dendrite lithium
Idagba ti awọn dendrites lithium jẹ ọkan ninu awọn idi pataki fun kukuru kukuru ati imudani gbona ti awọn batiri lithium. Zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ le ṣe idiwọ dida ati idagbasoke ti awọn dendrites lithium nipa ṣiṣatunṣe awọn ohun-ini ti elekitiroti. Fun apẹẹrẹ, diẹ ninu awọn afikun ti o da lori ZrCl₄ le ṣe agbekalẹ Layer ni wiwo iduroṣinṣin lati ṣe idiwọ awọn dendrites lithium lati wọ inu elekitiroti, nitorinaa idinku eewu Circuit kukuru.
2. Ṣe ilọsiwaju imuduro igbona ti elekitiroti
Awọn elekitiroli olomi ti aṣa jẹ itara si jijẹ ni awọn iwọn otutu ti o ga, itusilẹ ooru, ati lẹhinna nfa salọ igbona.Zirconium tetrachlorideati awọn itọsẹ rẹ le ṣe ajọṣepọ pẹlu awọn paati ti o wa ninu elekitiroti lati mu iduroṣinṣin gbona ti elekitiroti dara si. Electrolyte ti o ni ilọsiwaju jẹ diẹ sii nira lati decompose ni awọn iwọn otutu giga, nitorinaa idinku awọn eewu aabo ti batiri labẹ awọn ipo iwọn otutu giga.
3. Mu iduroṣinṣin ni wiwo
Zirconium tetrachloride le mu iduroṣinṣin wiwo wa laarin elekiturodu ati elekitiroti. Nipa dida fiimu aabo lori dada ti elekiturodu, o le dinku awọn aati ẹgbẹ laarin ohun elo elekiturodu ati elekitiroti, nitorinaa imudarasi iduroṣinṣin gbogbogbo ti batiri naa. Iduroṣinṣin wiwo yii jẹ pataki lati ṣe idiwọ ibajẹ iṣẹ ati awọn ọran aabo ti batiri lakoko gbigba agbara ati gbigba agbara.
4. Din flammability ti awọn electrolyte
Awọn elekitiroti olomi ti aṣa jẹ ina ni gbogbogbo, eyiti o mu eewu ina batiri pọ si labẹ awọn ipo ilokulo. Zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ le ṣee lo lati ṣe agbekalẹ awọn elekitiroti to lagbara tabi awọn elekitiroti ologbele. Awọn ohun elo elekitiroti wọnyi ni gbogbogbo ni ina kekere, nitorinaa dinku eewu ina batiri ati bugbamu.
5. Ṣe ilọsiwaju awọn agbara iṣakoso igbona ti awọn batiri
Zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ le ni ilọsiwaju awọn agbara iṣakoso igbona ti awọn batiri. Nipa imudara imudara igbona ati iduroṣinṣin igbona ti elekitiroti, batiri naa le tu ooru kuro ni imunadoko nigbati o nṣiṣẹ ni awọn ẹru giga, nitorinaa idinku iṣeeṣe ti salọ igbona.
6. Dena igbona runaway ti awọn ohun elo elekiturodu rere
Ni awọn igba miiran, igbona runaway ti awọn ohun elo elekiturodu rere jẹ ọkan ninu awọn ifosiwewe bọtini ti o yori si awọn ọran aabo batiri. Zirconium tetrachloride ati awọn itọsẹ rẹ le dinku eewu ti salọ igbona nipa ṣiṣatunṣe awọn ohun-ini kemikali ti elekitiroti ati idinku ifasilẹ jijẹ ti ohun elo elekiturodu rere ni awọn iwọn otutu giga.
Akoko ifiweranṣẹ: Oṣu Kẹrin Ọjọ 29-2025