តើ​អ្វី​ទៅ​ជា Lithium Manganese Oxide?

លីចូមម៉ង់ហ្គាណែសអុកស៊ីដ (LMO) គឺជាសារធាតុ cathode ដែលប្រើក្នុងអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុង ជាមួយនឹងរូបមន្តគីមី LiMn₂O₄។ វាមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ spinel បីវិមាត្រដែលអនុញ្ញាតឱ្យមានចលនាលីចូម-អ៊ីយ៉ុងប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពក្នុងអំឡុងពេលសាកថ្ម និងវដ្តនៃការបញ្ចូលថ្ម។

គុណសម្បត្តិនៃរចនាសម្ព័ន្ធ Spinel

លក្ខណៈកំណត់នៃ LMO ស្ថិតនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ spinel របស់វាដែលត្រូវបានចាត់ថ្នាក់ក្រោមក្រុមអវកាស Fd3m ។ ការរៀបចំបន្ទះឈើនេះដាក់ទីតាំងអាតូមអុកស៊ីសែននៅចំណុចជាក់លាក់ ខណៈដែលអ៊ីយ៉ុងម៉ង់ហ្គាណែស និងលីចូមកាន់កាប់ទីតាំង octahedral និង tetrahedral រៀងគ្នា។ ក្របខ័ណ្ឌវិមាត្របី-បង្កើតផ្លូវតភ្ជាប់គ្នាសម្រាប់អ៊ីយ៉ុងលីចូមធ្វើចលនាដោយសេរី ដែលបកប្រែដោយផ្ទាល់ទៅជាការអនុវត្តជាក់ស្តែងរបស់ថ្ម។

ការ​រចនា​ស្ថាបត្យកម្ម​នេះ​ដោះស្រាយ​បញ្ហា​ដែល​ញាំញី​វត្ថុធាតុ cathode វិមាត្រ​ពីរ។ ជំនួសឱ្យការបង្ខំអ៊ីយ៉ុងឱ្យធ្វើដំណើរតាមផ្លូវដែលមានកំណត់ រចនាសម្ព័ន្ធ spinel ផ្តល់នូវផ្លូវជាច្រើនក្នុងបីវិមាត្រ។ លទ្ធផលគឺការដឹកជញ្ជូនអ៊ីយ៉ុងលឿនជាងមុន កាត់បន្ថយភាពធន់ខាងក្នុង និងសមត្ថភាពគ្រប់គ្រងបច្ចុប្បន្នកាន់តែប្រសើរ។ ការសិក្សាបង្ហាញថារចនាសម្ព័ននេះរក្សាបាននូវភាពសុចរិតរបស់វា សូម្បីតែក្នុងអំឡុងពេលសាកថ្មលឿន-វដ្តនៃការបញ្ចោញ ដែលធ្វើឱ្យ LMO ស័ក្តិសមជាពិសេសសម្រាប់កម្មវិធីដែលទាមទារការចែកចាយថាមពលរហ័ស។

មាតិកាម៉ង់ហ្គាណែសនៅក្នុង LMO មាននៅក្នុងស្ថានភាពចម្រុះដែលមានសមាមាត្រស្មើគ្នានៃអ៊ីយ៉ុង Mn³⁺ និង Mn⁴⁺ ដែលកាន់កាប់កន្លែង octahedral ។ ស្ថានភាពអុកស៊ីតកម្មចម្រុះនេះដើរតួនាទីយ៉ាងសំខាន់ក្នុងប្រតិកម្មគីមីដែលកើតឡើងកំឡុងពេលប្រតិបត្តិការថ្ម អនុញ្ញាតឱ្យមានការបញ្ចូល និងទាញយកសារធាតុលីចូមដែលអាចបញ្ច្រាសបាន។

របៀបដែល LMO ដំណើរការនៅក្នុងថ្មលីចូម

កំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញ អ៊ីយ៉ុងលីចូមធ្វើចំណាកស្រុកពី anode តាមរយៈអេឡិចត្រូលីតមួយទៅកាន់ LMO cathode ដែលពួកគេកាន់កាប់ទីតាំង tetrahedral ក្នុងក្របខ័ណ្ឌអុកស៊ីដម៉ង់ហ្គាណែស។ អេឡិចត្រុងហូរតាមសៀគ្វីខាងក្រៅបង្កើតចរន្តអគ្គិសនី។ នៅពេលសាកថ្ម ដំណើរការនេះបញ្ច្រាស់-លីចូមអ៊ីយ៉ុងដែលស្រង់ចេញពី cathode ហើយត្រលប់ទៅ anode វិញ។

លក្ខណៈវ៉ុលបែងចែក LMO ពីគីមីវិទ្យា cathode ផ្សេងទៀត។ ថ្ម LMO ជាធម្មតាដំណើរការនៅវ៉ុលបន្ទាប់បន្សំប្រហែល 4.0V ដែលខ្ពស់ជាងប្រព័ន្ធលីចូម cobalt oxide (LCO) បន្តិច។ តង់ស្យុងខ្ពស់ជាងនេះរួមចំណែកដល់ការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវទិន្នផលថាមពលក្នុងមួយឯកតាម៉ាស់ ទោះបីជាដង់ស៊ីតេថាមពលទាំងមូលនៅតែមានកម្រិតមធ្យមបើប្រៀបធៀបទៅនឹងសារធាតុនីកែល-សម្បូរទៅដោយសារធាតុ cathode ។

យន្តការ intercalation នៅក្នុង LMO កើតឡើងតាមរយៈដំណើរការមួយដែលអ៊ីយ៉ុងលីចូមបញ្ចូលបញ្ច្រាសទៅក្នុង និងស្រង់ចេញពីរចនាសម្ព័ន្ធ spinel ដោយមិនរំខានយ៉ាងខ្លាំងដល់ស៊ុមអុកស៊ីសែន-ម៉ង់ហ្គាណែស។ ស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធនេះក្នុងអំឡុងពេលជិះកង់គឺជាគុណសម្បត្តិមួយ និងជាដែនកំណត់ ដែលយើងនឹងស្វែងយល់នៅក្នុងផ្នែកបញ្ហាប្រឈម។

កម្មវិធីបឋម និងករណីប្រើប្រាស់

ថ្ម LMO ពូកែក្នុងកម្មវិធីដែលទាមទារទិន្នផលថាមពលខ្ពស់ក្នុងរយៈពេលខ្លី។ ឧបករណ៍ថាមពលតំណាងឱ្យផ្នែកទីផ្សារធំមួយ ដែលក្រុមហ៊ុនផលិតឱ្យតម្លៃទៅលើសមត្ថភាពរបស់ LMO ក្នុងការបញ្ជូនចរន្តដ៏សំខាន់សម្រាប់ប្រតិបត្តិការខួង កាត់ និងតោង។ សមត្ថភាព​បញ្ចេញ​ទឹក​រហ័ស​ត្រូវ​គ្នា​នឹង​លក្ខណៈ​នៃ​ថាមពល-ខ្ពស់​នៃ​ការ​ប្រើ​ឧបករណ៍។

វិស័យរថយន្តប្រើ LMO នៅក្នុងរថយន្តកូនកាត់ និងអគ្គិសនី ទោះបីជាជាញឹកញាប់រួមបញ្ចូលគ្នាជាមួយសម្ភារៈ cathode ផ្សេងទៀតក៏ដោយ។ ជាឧទាហរណ៍ Nissan Leaf និង Chevy Volt បានប្រើប្រាស់ Cathode លាយ LMO-NMC (Nickel Manganese Cobalt)។ វិធីសាស្រ្តកូនកាត់នេះប្រើប្រាស់សមត្ថភាពថាមពលខ្ពស់របស់ LMO សម្រាប់ការបង្កើនល្បឿនខណៈពេលដែលពឹងផ្អែកលើ NMC សម្រាប់ជួរដែលមាននិរន្តរភាព។ ទិន្នន័យថ្មីៗបង្ហាញពីមាតិកា LMO ប្រហែល 30% នៅក្នុងប្រព័ន្ធរួមបញ្ចូលគ្នាបែបនេះផ្តល់នូវសមតុល្យដំណើរការល្អបំផុត។

ឧបករណ៍វេជ្ជសាស្ត្រទទួលបានអត្ថប្រយោជន៍ពីទម្រង់សុវត្ថិភាព និងលក្ខណៈថាមពលរបស់ LMO ។ ឧបករណ៍វះកាត់ ឧបករណ៍បន្ទោរបង់ចល័ត និងម៉ាស៊ីនបូមទឹកបញ្ចូលថ្ម LMO ពីព្រោះស្ថេរភាពកម្ដៅកាត់បន្ថយហានិភ័យភ្លើងនៅក្នុងបរិយាកាសថែទាំសំខាន់ៗ។ ការវិភាគឆ្នាំ 2024 នៃសុវត្ថិភាពថ្មវេជ្ជសាស្រ្តបានរកឃើញថាគ្មានឧប្បត្តិហេតុអគ្គីភ័យដែលបានកត់ត្រាជាមួយថ្ម LMO នៅក្នុងការកំណត់គ្លីនិក បើប្រៀបធៀបទៅនឹងឧប្បត្តិហេតុដាច់ដោយឡែកជាមួយគីមីវិទ្យាលីចូម-អ៊ីយ៉ុងផ្សេងទៀត។

កង់អគ្គិសនី និងម៉ូតូស្កូតឺកាន់តែទទួលយកបច្ចេកវិទ្យា LMO ជាពិសេសនៅក្នុងទីផ្សារអាស៊ី។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃតម្លៃ-ប្រសិទ្ធភាព និងការផ្គត់ផ្គង់ថាមពលគ្រប់គ្រាន់ សាកសមនឹងគំរូនៃការប្រើប្រាស់ធម្មតានៃយានជំនិះទាំងនេះ-ការធ្វើដំណើររយៈពេលខ្លី ជាមួយនឹងតម្រូវការថាមពលខ្ពស់ម្តងម្កាល-សម្រាប់ការឡើងភ្នំ ឬការបង្កើនល្បឿនយ៉ាងលឿន។

ប្រព័ន្ធផ្ទុកថាមពលសម្រាប់ការរួមបញ្ចូលកកើតឡើងវិញក៏ប្រើប្រាស់ LMO ទោះបីជាកម្មវិធីនេះប្រឈមមុខនឹងការប្រកួតប្រជែងពីលីចូមដែកផូស្វាត (LFP) ក៏ដោយ។ គម្រោងកសិដ្ឋានថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យរបស់ស៊ុយអែតក្នុងឆ្នាំ 2025 បានដាក់ពង្រាយ 50 MWh នៃសូដ្យូម-អាគុយម៉ង់ហ្គាណែសអុកស៊ីដ (បច្ចេកវិទ្យាបំរែបំរួល) ដែលបង្ហាញពីការច្នៃប្រឌិតដែលកំពុងបន្តនៅក្នុងការផ្ទុកថាមពលដែលមានមូលដ្ឋានលើម៉ង់ហ្គាណែស-។

គុណសម្បត្តិសម្ភារៈ

ភាពសម្បូរបែបនៃម៉ង់ហ្គាណែសធ្វើឱ្យ LMO មានភាពទាក់ទាញខាងសេដ្ឋកិច្ច។ ម៉ង់ហ្គាណែសជាប់ចំណាត់ថ្នាក់ជាធាតុមានច្រើនបំផុតទី 12 នៅក្នុងសំបកផែនដី ដែលសម្បូរជាង cobalt ឬនីកែលទៅទៀត។ ភាពអាចរកបាននេះប្រែថាតម្លៃមានស្ថេរភាព និងកាត់បន្ថយភាពងាយរងគ្រោះនៃខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់។ ទិន្នន័យទីផ្សារបច្ចុប្បន្នបង្ហាញថាវត្ថុធាតុដើម LMO មានតម្លៃប្រហែល 20% តិចជាងជម្រើសនីកែល- cobalt-ម៉ង់ហ្គាណែស (NCM) នៅពេលគណនាការចំណាយលើវត្ថុធាតុដើម។

ការពិចារណាអំពីបរិស្ថានពេញចិត្ត LMO ជាង cobalt-គីមីវិទ្យាដែលពឹងផ្អែកខ្លាំង។ ការទាញយកម៉ង់ហ្គាណែស ទោះបីជាមិនមានផលប៉ះពាល់ដល់បរិស្ថានក៏ដោយ ជៀសវាងការព្រួយបារម្ភអំពីសីលធម៌ជាច្រើនដែលទាក់ទងនឹងការជីកយករ៉ែ cobalt នៅក្នុងតំបន់មួយចំនួន។ ធម្មជាតិគ្មានជាតិពុលរបស់សម្ភារៈជួយសម្រួលដល់ការដោះស្រាយកំឡុងពេលដំណើរការផលិត និងកែច្នៃឡើងវិញ។ គ្រឿងបរិក្ខារកែច្នៃថ្មអាចដំណើរការ LMO ដោយប្រើបច្ចេកទេសលោហធាតុដែលបានបង្កើតឡើង ការស្ដារម៉ង់ហ្គាណែសសម្រាប់ប្រើឡើងវិញក្នុងថ្មថ្មី ឬកម្មវិធីឧស្សាហកម្មផ្សេងទៀត។

ស្ថេរភាពកំដៅតំណាងឱ្យអត្ថប្រយោជន៍សុវត្ថិភាពដ៏សំខាន់។ LMO cathodes ទប់ទល់នឹងការរត់ចេញដោយកម្ដៅ-របៀបបរាជ័យនៃថ្មដែលសីតុណ្ហភាពថ្មកើនឡើងយ៉ាងឆាប់រហ័ស ដែលអាចបណ្តាលឱ្យឆេះ ឬផ្ទុះ។ ការធ្វើតេស្តយោងទៅតាមស្តង់ដារ UL បង្ហាញថា LMO បង្ហាញហានិភ័យនៃការរត់ចេញដោយកម្ដៅទាបជាង 58% បើប្រៀបធៀបទៅនឹងការកំណត់រចនាសម្ព័ន្ធលីចូម-ស្តង់ដារ។ ស្ថេរភាពពីកំណើតរបស់រចនាសម្ព័ន្ធ spinel មានន័យថា LMO រក្សាដំណើរការនៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ដំណើរការដោយសុវត្ថិភាពរហូតដល់ 60 ដឺក្រេ (140 ដឺក្រេ F) ដោយគ្មានការរិចរិលគួរឱ្យកត់សម្គាល់។

សមត្ថភាព​សាក​ថ្ម​លឿន​កើត​ចេញ​ពី​ផ្លូវ​អ៊ីយ៉ុង​វិមាត្រ​ទាំង​បី។ ថ្ម LMO អាចទទួលយកការសាកក្នុងអត្រាលើសពី 1C (ការសាកពេញក្នុងរយៈពេលមួយម៉ោង) ដោយមិនមានការថយចុះនៃដំណើរការច្រើន។ នេះផ្ទុយទៅនឹងសម្ភារៈ cathode មួយចំនួនដែលទទួលរងការបាត់បង់សមត្ថភាពនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌនៃការសាកថ្មលឿន។

បញ្ហាប្រឈមបច្ចេកទេស និងដែនកំណត់

ការថយចុះសមត្ថភាពក្នុងអំឡុងពេលជិះកង់បន្ថែមបង្ហាញពីបញ្ហាប្រឈមដ៏សំខាន់បំផុតរបស់ LMO ។ ជាធម្មតា អាគុយ LMO ផ្តល់វដ្តសាក 300-700 មុនពេលសមត្ថភាពធ្លាក់ចុះដល់ 80% នៃចំនួនដើមដែលតិចជាងចំនួន 1,500-3,000 វដ្តដែលសម្រេចបានដោយថ្ម LFP ។ ការកំណត់នេះកើតចេញពីការរំលាយម៉ង់ហ្គាណែសទៅក្នុងអេឡិចត្រូលីត ដែលជាបាតុភូតដែលបង្កើនល្បឿននៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើង។

យន្តការរំលាយពាក់ព័ន្ធនឹងការបំបែកអ៊ីយ៉ុង Mn²⁺ ចេញពីរចនាសម្ព័ន្ធ cathode ជាពិសេសនៅក្នុងវត្តមាននៃអាស៊ីត hydrofluoric (HF) ដែលបង្កើតពីការបំបែកអេឡិចត្រូលីត។ អ៊ីយ៉ុងម៉ង់ហ្គាណែសដែលរលាយទាំងនេះធ្វើចំណាកស្រុកទៅ anode ដែលពួកគេដាក់ និងរំខានដល់ស្រទាប់អេឡិចត្រូលីតរឹង (SEI) ។ យូរ ៗ ទៅដំណើរការនេះធ្វើឱ្យខូចអេឡិចត្រូតទាំងពីរដោយកាត់បន្ថយសមត្ថភាពថ្មទាំងមូលនិងដំណើរការ។

ដែនកំណត់ដង់ស៊ីតេថាមពលដាក់កម្រិតលើការប្រកួតប្រជែងរបស់ LMO នៅក្នុងកម្មវិធីដែលទាមទារទំហំផ្ទុកអតិបរមា។ ថ្ម LMO សម្រេចបានប្រហែល 100-150 Wh/kg បើប្រៀបធៀបទៅនឹង 150-250 Wh/kg សម្រាប់ NMC និង 250-300 Wh/kg សម្រាប់ cathodes នីកែលខ្ពស់។ សម្រាប់​រថយន្ត​អគ្គិសនី​ដែល​ផ្តល់​អាទិភាព​លើ​ចម្ងាយ​បើកបរ​ឆ្ងាយ គម្លាត​ដង់ស៊ីតេ​ថាមពល​នេះ​បកប្រែ​ដោយផ្ទាល់​ទៅជា​ចម្ងាយ​កាត់បន្ថយ​ក្នុងមួយ​ការ​សាកថ្ម ឬ​បង្កើន​ទម្ងន់​ថ្ម​ដើម្បី​សម្រេច​បាន​ជួរ​សមមូល។

Jahn-ឥទ្ធិពល​អ្នក​ប្រាប់​បង្ក​បញ្ហា​ប្រឈម​រចនាសម្ព័ន្ធ​មួយ​ទៀត។ នៅពេលបញ្ចេញនៅក្រោមប្រហែល 3V អ៊ីយ៉ុង Mn³⁺ ឆ្លងកាត់ការបង្ខូចទ្រង់ទ្រាយធរណីមាត្រដែលបំប្លែងរចនាសម្ព័ន្ធ spinel គូបទៅជាស៊ីមេទ្រី tetragonal ។ ការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលនេះបណ្តាលឱ្យមានការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណ anisotropic-គ្រីស្តាល់ពង្រីកកាន់តែច្រើនក្នុងទិសដៅជាក់លាក់ជាងផ្សេងទៀត។ ការជិះកង់ម្តងហើយម្តងទៀតតាមរយៈការផ្លាស់ប្តូរនេះបង្កើតភាពតានតឹងផ្នែកមេកានិច រួមចំណែកដល់ការថយចុះសមត្ថភាព និងការរិចរិលរចនាសម្ព័ន្ធជាយថាហេតុ។

អ្នកស្រាវជ្រាវបានបន្តយុទ្ធសាស្រ្តកាត់បន្ថយផ្សេងៗ។ ថ្នាំកូតផ្ទៃដោយប្រើវត្ថុធាតុដូចជាអាលុយមីញ៉ូមអុកស៊ីដ (Al₂O₃) ទីតានីញ៉ូមឌីអុកស៊ីត (TiO₂) ឬស្រទាប់កាបូនដែលដំណើរការអាចរារាំងការរំលាយម៉ង់ហ្គាណែសដោយបង្កើតរបាំងការពារ។ ការសិក្សាឆ្នាំ 2024 បានបង្ហាញថាការទម្លាក់ស្រទាប់អាតូមិចនៃថ្នាំកូតAl₂O₃បានពង្រីកវដ្តជីវិតពី 500 ទៅ 1,200 វដ្តដោយការពារការប៉ះអេឡិចត្រូលីតដោយផ្ទាល់ជាមួយផ្ទៃ cathode ។

យុទ្ធសាស្ត្រ Doping ពាក់ព័ន្ធនឹងការជំនួសធាតុបរទេសមួយចំនួនតូចទៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធ spinel ។ ការបញ្ចូលធាតុដូចជាអាលុយមីញ៉ូម នីកែល ឬក្រូមីញ៉ូមអាចធ្វើឲ្យរចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់មានស្ថេរភាព និងកាត់បន្ថយឥទ្ធិពលរបស់ Jahn-Teller ។ ការស្រាវជ្រាវដែលបានចេញផ្សាយនៅឆ្នាំ 2024 បានបង្ហាញថាការជំនួសពីរដងជាមួយអាលុយមីញ៉ូម និងហ្វ្លុយអូរីននៅក្នុងសមាសធាតុ LiMn₂₋ₓAlₓO₄₋yFy ធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវស្ថេរភាពសីតុណ្ហភាពខ្ពស់-យ៉ាងខ្លាំង។

វ៉ារ្យ៉ង់នៃសម្ភារៈនិងសមាសភាព

លើសពី LiMn₂O₄ spinel មូលដ្ឋាន វ៉ារ្យ៉ង់ជាច្រើនបានលេចចេញដើម្បីដោះស្រាយតម្រូវការប្រតិបត្តិការជាក់លាក់។ សារធាតុលីចូម-សារធាតុម៉ង់ហ្គាណែសអុកស៊ីដដ៏សម្បូរបែប (LRMO) ជាមួយនឹងរូបមន្តទូទៅ Li₁₊ₓMn₂₋ₓO₄ ឬស្រទាប់ស្រទាប់ Li₂MnO₃ ផ្តល់នូវសមត្ថភាពកើនឡើងលើសពី 250 mAh/g ។ សម្ភារៈទាំងនេះទទួលបានការចាប់អារម្មណ៍ក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំចុងក្រោយនេះ ខណៈដែលអ្នកស្រាវជ្រាវធ្វើការដើម្បីជម្នះបញ្ហាប្រឈមដែលមានស្រាប់របស់ពួកគេជាមួយនឹងការថយចុះវ៉ុល និងអសមត្ថភាពដំបូង។

វ៉ុលខ្ពស់-វ៉ារ្យ៉ង់ spinel ដូចជា LiNi₀.₅Mn₁.₅O₄ (LNMO) ដំណើរការនៅប្រហែល 4.7V ដែលផ្តល់ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ជាងប្រហែល 200 Wh/kg ។ ក្រុមហ៊ុន Toyota បានប្រកាសផែនការនៅឆ្នាំ 2024 ដើម្បីបញ្ចេញរថយន្តអគ្គិសនីគំរូដើមដែលប្រើប្រាស់ LNMO cathodes នៅឆ្នាំ 2026 ដោយកំណត់គោលដៅក្នុងចម្ងាយ 400 គីឡូម៉ែត្រ។ បញ្ហាប្រឈមជាមួយ LNMO ស្ថិតនៅក្នុងស្ថេរភាពអេឡិចត្រូលីតនៅតង់ស្យុងកើនឡើង ដែលបន្ថយ និងផលិតឧស្ម័នកំឡុងពេលជិះកង់។ អេឡិចត្រូលីត fluorinated ដែលបង្កើតឡើងដោយអ្នកស្រាវជ្រាវនៅឆ្នាំ 2023 បានកាត់បន្ថយការបង្កើតឧស្ម័ន 90% ដោយដោះស្រាយដែនកំណត់នេះ។

ស្ថាបត្យកម្ម cathode ផ្សំបញ្ចូលគ្នា LMO ជាមួយសម្ភារៈផ្សេងទៀត ដើម្បីបង្កើនប្រសិទ្ធភាពប្រតិបត្តិការ។ ថ្ម M3P របស់ CATL រួមបញ្ចូលគ្នានូវសារធាតុម៉ង់ហ្គាណែស-សមាសធាតុដ៏សម្បូរបែបជាមួយនឹងគីមីសាស្ត្រដែលមានមូលដ្ឋានលើផូស្វាត- ដោយសម្រេចបាននូវការចំណាយទាបជាងថ្ម NMC ស្តង់ដារ 15% ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវដំណើរការប្រកួតប្រជែង។ វិធីសាស្រ្តលាយបញ្ចូលគ្នាទាំងនេះតំណាងឱ្យនិន្នាការឧស្សាហកម្មឆ្ពោះទៅរកសមាសធាតុ cathode ផ្ទាល់ខ្លួនដែលតម្រូវតាមកម្មវិធីជាក់លាក់ជាជាងដំណោះស្រាយគីមីសាស្ត្រតែមួយ។

ស្រទាប់ម៉ង់ហ្គាណែសអុកស៊ីដរចនាសម្ព័ន្ធ ខណៈពេលដែលមិនសូវសាមញ្ញជាង spinels ផ្តល់នូវលក្ខណៈប្រតិបត្តិការផ្សេងគ្នា។ ការសិក្សាឆ្នាំ 2024 លើ Li-birnessite ដែលជាស្រទាប់លីចូមម៉ង់ហ្គាណែសអុកស៊ីតដែលមានភាពរអាក់រអួលនៃរចនាសម្ព័ន្ធបានបង្ហាញពីការជិះកង់បញ្ច្រាស់ជិតទៅនឹងសមត្ថភាពទ្រឹស្តីដោយទប់ស្កាត់ការផ្លាស់ប្តូរដំណាក់កាលដែលមិនចង់បាន។ ទិសដៅស្រាវជ្រាវនេះណែនាំថាវិស្វកម្មរចនាសម្ព័ន្ធដោយប្រុងប្រយ័ត្ននៅមាត្រដ្ឋានអាតូមអាចយកឈ្នះលើដែនកំណត់ LMO ប្រពៃណី។

វិធីសាស្រ្តផលិតនិងសំយោគ

ការផលិត LMO ពាណិជ្ជកម្មជាធម្មតាប្រើការសំយោគរដ្ឋរឹង ដែលលីចូមកាបូណាត (Li₂CO₃) ឬលីចូមអ៊ីដ្រូអុកស៊ីត (LiOH) មានប្រតិកម្មជាមួយនឹងសារធាតុអុកស៊ីដម៉ង់ហ្គាណែសនៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើង (700-900 ដឺក្រេ)។ ដំណើរការ calcination បង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ spinel ជាមួយនឹងទំហំភាគល្អិត និង morphology គ្រប់គ្រងតាមរយៈសីតុណ្ហភាព ពេលវេលា និងការជ្រើសរើសមុនគេ។

ភាពជឿនលឿនក្នុងការផលិតមានគោលបំណងកាត់បន្ថយការចំណាយ និងកែលម្អលក្ខណៈសម្បត្តិសម្ភារៈ។ ការសិក្សាឆ្នាំ 2024 បានបង្កើតផ្លូវសំយោគពេញលេញដោយចាប់ផ្តើមពីរ៉ែម៉ង់ហ្គាណែស ជាជាងចម្រាញ់អេឡិចត្រូលីតម៉ង់ហ្គាណែសឌីអុកស៊ីត (EMD)។ វិធីសាស្រ្តដោយផ្ទាល់នេះ-ពី-រ៉ែ ដោយប្រើការហូរទឹកអាស៊ីត អមដោយការរលាយកម្ដៅ និងប្រតិកម្មរបស់រដ្ឋ-រឹង សម្រេចបាននូវប្រសិទ្ធភាពនៃការទាញយកម៉ង់ហ្គាណែស 96.1% ខណៈពេលដែលផលិត LMO ជាមួយនឹងដំណើរការអេឡិចត្រូគីមីដែលប្រៀបធៀបទៅនឹងវត្ថុធាតុដើមធម្មតា។

ដំណោះស្រាយ-វិធីសាស្រ្តសំយោគដោយផ្អែកលើ hydrothermal ឬសូលុយស្យុង-បច្ចេកទេសជែលផ្តល់នូវការគ្រប់គ្រងកាន់តែប្រសើរលើទំហំភាគល្អិត និងរូបវិទ្យា។ វិធីសាស្រ្តទាំងនេះអាចបង្កើតភាគល្អិត LMO ខ្នាតណាណូ ជាមួយនឹងការកើនឡើងនៃផ្ទៃ ដែលអាចធ្វើអោយប្រសើរឡើងនូវដំណើរការអត្រា។ ទោះយ៉ាងណាក៏ដោយ ជាទូទៅវិធីសាស្ត្រនៃដំណោះស្រាយមានតម្លៃថ្លៃជាង និងទំហំតូចងាយស្រួលជាង-ការសំយោគរបស់រដ្ឋសម្រាប់ផលិតកម្មពាណិជ្ជកម្ម។

បច្ចេកទេសកែប្រែផ្ទៃដែលបានអនុវត្តកំឡុងពេល ឬបន្ទាប់ពីការសំយោគអាចបង្កើនប្រសិទ្ធភាព LMO ។ ដំណើរការស្រោបដោយប្រើប្រាស់ចំហាយគីមី ការដាក់ស្រទាប់អាតូមិក ឬវិធីសាស្ត្រគីមីសើម អនុវត្តស្រទាប់ការពារដែលកាត់បន្ថយការរំលាយម៉ង់ហ្គាណែស។ កម្រាស់នៃថ្នាំកូត ជាធម្មតា 5-20 nanometers ត្រូវតែមានតុល្យភាពការការពារប្រឆាំងនឹងភាពធន់នៃការដឹកជញ្ជូនអ៊ីយ៉ុង-ថ្នាំកូតដែលក្រាស់ជាងមុនផ្តល់នូវការការពារប្រសើរជាងមុន ប៉ុន្តែចលនាលីចូម-អ៊ីយ៉ុងយឺត។

ថាមវន្តទីផ្សារ និងទស្សនវិស័យ

ទីផ្សារ LMO cathode សកលបានឈានដល់ 2.31 ពាន់លានដុល្លារក្នុងឆ្នាំ 2024 ជាមួយនឹងការព្យាករណ៍ដែលបង្ហាញពីកំណើនដល់ 4.29 ពាន់លានដុល្លារនៅឆ្នាំ 2033 ក្នុងអត្រាកំណើនប្រចាំឆ្នាំ 7.1% ។ ការពង្រីកនេះឆ្លុះបញ្ចាំងទាំងតម្រូវការថ្មលីចូមកើនឡើង និងអត្ថប្រយោជន៍ជាក់លាក់របស់ LMO នៅក្នុងកម្មវិធីមួយចំនួន។

សក្ដានុពលក្នុងតំបន់បង្ហាញថា អាស៊ីប៉ាស៊ីហ្វិកគ្របដណ្តប់ដោយចំណែកទីផ្សារប្រហែល 54% (1.25 ពាន់លានដុល្លារក្នុងឆ្នាំ 2024)។ ប្រទេស​ចិន ជប៉ុន និង​កូរ៉េ​ខាង​ត្បូង​ជា​ម្ចាស់​ផ្ទះ​ផលិត​ថ្ម​ធំៗ ហើយ​ជំរុញ​ទាំង​ផលិតកម្ម និង​តម្រូវ​ការ។ ការលើកទឹកចិត្តរបស់រដ្ឋាភិបាលសម្រាប់យានជំនិះអគ្គិសនី និងការស្តុកទុកថាមពលកកើតឡើងវិញនៅក្នុងប្រទេសទាំងនេះផ្តល់ផលប្រយោជន៍ដោយផ្ទាល់ដល់ការទទួលយក LMO ។ អាមេរិកខាងជើង និងអឺរ៉ុបរួមគ្នាមានចំណែកប្រហែល 45% នៃទីផ្សារ ជាមួយនឹងកំណើនដែលជំរុញដោយគម្រោងផលិតអគ្គិសនី និងថាមពលរថយន្ត។

ការប្រកួតប្រជែងពីគីមីវិទ្យា cathode ជំនួសកំណត់ទីតាំងទីផ្សាររបស់ LMO ។ ផូស្វ័រជាតិដែកលីចូមបានទទួលនូវមូលដ្ឋានដ៏សំខាន់ជាពិសេសនៅក្នុងប្រទេសចិន ដោយសារតែអាយុកាលនៃវដ្តដ៏ល្អ និងលក្ខណៈសុវត្ថិភាពរបស់វា។ គម្លាតតម្លៃរវាង LMO និង LFP បានរួមតូចនៅពេលដែលផលិតកម្ម LFP កើនឡើង។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ LMO រក្សាបាននូវគុណសម្បត្តិនៅក្នុងថាមពល និងវ៉ុលជាក់លាក់ ដោយរក្សាភាពពិសេសរបស់វានៅក្នុងកម្មវិធីថាមពលខ្ពស់ -។

ការអភិវឌ្ឍន៍គោលនយោបាយមានឥទ្ធិពលលើការអនុម័ត LMO ។ បទប្បញ្ញត្តិថាមពលថ្មឆ្នាំ 2027 របស់សហភាពអឺរ៉ុប កំណត់តម្រូវការនិរន្តរភាព និងអាណត្តិតាមដានសម្ភារៈ។ បទប្បញ្ញត្តិទាំងនេះអាចអនុគ្រោះដល់គីមីសាស្ត្រដែលមានមូលដ្ឋានលើម៉ង់ហ្គាណែសលើ cobalt-ជម្រើសដែលពឹងផ្អែកខ្លាំង ដោយសារការបារម្ភអំពីបរិស្ថាន និងសីលធម៌ទាប។ សំណើមួយចំនួនរួមមានការបន្ថែមលើមាតិកា cobalt ដែលអាចធ្វើឱ្យ LMO ថោកជាង NMC 20% នៅក្នុងទីផ្សារមួយចំនួន ប្រសិនបើត្រូវបានអនុវត្ត។

មូលនិធិស្រាវជ្រាវឆ្លុះបញ្ចាំងពីចំណាប់អារម្មណ៍បន្តទៅលើថ្មដែលមានមូលដ្ឋានលើម៉ង់ហ្គាណែស-។ ក្រសួងថាមពលសហរដ្ឋអាមេរិកបានបែងចែកទឹកប្រាក់ចំនួន 2 ពាន់លានដុល្លារសម្រាប់ការស្រាវជ្រាវ និងការអភិវឌ្ឍន៍ថ្មដោយផ្អែកលើម៉ង់ហ្គាណែសពីឆ្នាំ 2024-2027 ដោយផ្តោតលើការកែលម្អដង់ស៊ីតេថាមពល និងអាយុកាលវដ្ត ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវអត្ថប្រយោជន៍នៃការចំណាយ។ សញ្ញានៃការវិនិយោគនេះបង្ហាញពីការទទួលស្គាល់របស់រដ្ឋាភិបាលអំពីតួនាទីរបស់ម៉ង់ហ្គាណែសក្នុងការធ្វើពិពិធកម្មខ្សែសង្វាក់ផ្គត់ផ្គង់ថ្មឱ្យឆ្ងាយពីសារធាតុរ៉ែសំខាន់ៗដូចជា cobalt ជាដើម។

ការរួមបញ្ចូលថ្មរបស់រដ្ឋរឹង-តំណាងឱ្យរបកគំហើញដ៏មានសក្តានុពលសម្រាប់បច្ចេកវិទ្យា LMO ។ អេឡិចត្រូលីតរឹងលុបបំបាត់អេឡិចត្រូលីតរាវដែលសម្របសម្រួលការរំលាយម៉ង់ហ្គាណែស ដែលអាចដោះស្រាយយន្តការនៃការរិចរិលចម្បងរបស់ LMO ។ ទិន្នន័យឆ្នាំ 2024 របស់ QuantumScape លើ LMO ដែលផ្គូផ្គងជាមួយអេឡិចត្រូលីតសេរ៉ាមិចសម្រេចបាន 500 វដ្តក្នុងអត្រា 1C ទោះបីជាភាពធន់នៃផ្ទៃខាងក្រៅនៅតែខ្ពស់ជាងកោសិកាអេឡិចត្រូលីតរាវបីដងក៏ដោយ។ គំរូរដ្ឋដ៏រឹងមាំ-របស់ Toyota ដោយប្រើ LiMn₂O₄ cathode ជាមួយ Li₃PS₄ អេឡិចត្រូលីតបានបង្ហាញដង់ស៊ីតេថាមពល 300 Wh/kg ដែលខិតជិតកម្រិតដំណើរការ NMC ខណៈពេលដែលរក្សាបាននូវអត្ថប្រយោជន៍សុវត្ថិភាពរបស់ LMO ។

ការប្រៀបធៀបជាមួយគីមីវិទ្យាថ្ម Lithium ផ្សេងទៀត។

ការយល់ដឹងអំពី LMO ទាមទារបរិបទនៅក្នុងទិដ្ឋភាពថ្មលីចូមដ៏ទូលំទូលាយ។ Lithium cobalt oxide (LCO) ផ្តល់នូវដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ (140-180 Wh/kg) ប៉ុន្តែទទួលរងពីស្ថេរភាពកម្ដៅមិនល្អ និងការចំណាយខ្ពស់។ LCO គ្រប់គ្រងឧបករណ៍អេឡិចត្រូនិកចល័ត ដែលទំហំសំខាន់ជាងតម្លៃ ឬអាយុកាលយូរ ប៉ុន្តែការបារម្ភអំពីសុវត្ថិភាពកំណត់ការប្រើប្រាស់របស់វានៅក្នុងកម្មវិធីទ្រង់ទ្រាយធំ។

ផូស្វ័រដែកលីចូម (LFP) ផ្តល់នូវជីវិតវដ្តពិសេស (2,000-5,000 វដ្ត) និងសុវត្ថិភាពខ្ពស់ ប្រតិបត្តិការនៅតង់ស្យុងទាប (3.2V នាមករណ៍)។ ដង់ស៊ីតេថាមពលរបស់ LFP (90-120 Wh/kg) ទាបជាង LMO ប៉ុន្តែអាយុកាលរបស់វាធ្វើឱ្យវាសន្សំសំចៃសម្រាប់កម្មវិធីដែលថ្លៃជំនួសញឹកញាប់លើសពីតម្លៃទិញដំបូង។ ទីផ្សាររថយន្តអគ្គិសនីរបស់ប្រទេសចិនកាន់តែអនុគ្រោះដល់ LFP សម្រាប់រថយន្តកម្រិតស្តង់ដារ ខណៈដែលការលាយបញ្ចូលគ្នា LMO-NMC នៅតែជារឿងធម្មតានៅក្នុងទីផ្សារដែលផ្តល់អាទិភាពដល់ដំណើរការ។

អាគុយនីកែលម៉ង់ហ្គាណែស cobalt (NMC) ផ្តល់ដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់បំផុតក្នុងចំណោមជម្រើសពាណិជ្ជកម្មបច្ចុប្បន្ន (150-250 Wh/kg) ដែលធ្វើឱ្យវាពេញចិត្តសម្រាប់រថយន្តអគ្គិសនីរយៈចម្ងាយឆ្ងាយ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ NMC មានតម្លៃថ្លៃជាងយ៉ាងខ្លាំងដោយសារតែមាតិកានីកែល និង cobalt ហើយការព្រួយបារម្ភអំពីស្ថេរភាពកម្ដៅត្រូវការប្រព័ន្ធគ្រប់គ្រងថ្មដ៏ទំនើប។ ការចែកចាយថាមពលរបស់ LMO លើសពី NMC ក្នុងរយៈពេលខ្លី ដែលផ្តល់ឱ្យវានូវគែមសម្រាប់កម្មវិធីកូនកាត់ដែលទាមទារការបង្កើនល្បឿនយ៉ាងឆាប់រហ័ស។

ថ្ម Lithium titanate (LTO) ប្រើ anode ដែលបានកែប្រែជាជាង cathode ផ្សេងគ្នា ប៉ុន្តែការប្រៀបធៀបបង្ហាញឱ្យឃើញនូវការណែនាំ។ LTO ផ្តល់នូវភាពជាប់បានយូរបំផុត (10,000+ វដ្ត) និងសុវត្ថិភាព ប៉ុន្តែនៅដង់ស៊ីតេថាមពលទាបបំផុត (50-80 Wh/kg)។ ការរួមបញ្ចូលគ្នានៃ LTO anodes ជាមួយ LMO cathodes បង្កើតថ្មដែលធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងសម្រាប់កម្មវិធីជាក់លាក់ដូចជាប្រព័ន្ធរថយន្តក្រុងដែលសាកថ្មលឿន ដោយបង្ហាញពីរបៀបដែលការផ្គូផ្គងគីមីសាស្ត្រអាចកំណត់គោលដៅតម្រូវការពិសេស។

របកគំហើញស្រាវជ្រាវថ្មីៗ

ល្បឿននៃការច្នៃប្រឌិត LMO បានពន្លឿនក្នុងប៉ុន្មានឆ្នាំថ្មីៗនេះ ខណៈដែលអ្នកស្រាវជ្រាវបានដោះស្រាយដែនកំណត់ដែលមានរយៈពេលយូរ។ ការសិក្សាឆ្នាំ 2024 នៅក្នុងទស្សនាវដ្តី Journal of the American Chemical Society បានពិពណ៌នាអំពីស្រទាប់លីចូមម៉ង់ហ្គាណែសអុកស៊ីដ ដែលមានរចនាសម្ព័ន្ធគ្រប់គ្រង ដែលសម្រេចបាននូវការជិះកង់បញ្ច្រាស់នៅជិតសមត្ថភាពទ្រឹស្តី។ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើការផ្លាស់ប្តូរអ៊ីយ៉ុង និងការគ្រប់គ្រងការខះជាតិទឹក ដើម្បីបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធ Li-birnessite ដែលអាចបំប្លែងបាន ដែលទប់ស្កាត់ការផ្លាស់ទី និងការរំលាយម៉ង់ហ្គាណែស។

យុទ្ធសាស្ត្រកែប្រែផ្ទៃបន្តវិវត្ត។ អ្នកស្រាវជ្រាវនៅឆ្នាំ 2024 បានបង្ហាញថាការរុំព័ទ្ធក្រាហ្វិននៃភាគល្អិត LMO បានធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងនូវសមត្ថភាព 15% ខណៈពេលដែលពង្រីកជីវិតវដ្ត។ ស្រទាប់ graphene ដែលអាចបត់បែនបានសម្របសម្រួលការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណក្នុងអំឡុងពេលជិះកង់ខណៈពេលដែលផ្តល់នូវចរន្តអគ្គិសនី និងការពារប្រឆាំងនឹងការរលាយម៉ង់ហ្គាណែស។ វិធីសាស្រ្តនេះតំណាងឱ្យនិន្នាការទូលំទូលាយឆ្ពោះទៅរកវិស្វកម្ម nanoscale នៃសម្ភារៈ cathode ។

រចនាសម្ព័ន្ធជម្រាលនៃការប្រមូលផ្តុំបានលេចចេញជាទិសដៅជោគជ័យ។ ជាជាងសមាសភាពឯកសណ្ឋាននៅទូទាំងភាគល្អិតនីមួយៗ វត្ថុធាតុទាំងនេះប្រែប្រួលសមាសភាពពីស្នូលមួយទៅផ្ទៃ។ ការផ្លាស់ប្តូរបន្តិចម្តង ៗ លុបបំបាត់ភាពមិនស៊ីគ្នានៃចំណុចប្រទាក់ដែលបណ្តាលឱ្យមានស្នាមប្រេះនៅក្នុងរចនាសម្ព័ន្ធស្រោបសាមញ្ញ។ ក្រុមស្រាវជ្រាវជាច្រើនបានរាយការណ៍ពីភាពប្រសើរឡើងនៃស្ថេរភាពនៅតង់ស្យុងខ្ពស់ដោយប្រើវិធីសាស្រ្តនេះ ទោះបីជាការអនុវត្តពាណិជ្ជកម្មនៅតែមានកម្រិតក៏ដោយ។

កម្មវិធីរៀនម៉ាស៊ីនបានចាប់ផ្តើមធ្វើឱ្យការសំយោគ និងដំណើរការ LMO ប្រសើរឡើង។ អ្នកស្រាវជ្រាវបានប្រើគំរូគណនាដើម្បីទស្សន៍ទាយបន្សំសារធាតុ dopant ដែលបង្កើនស្ថេរភាពរចនាសម្ព័ន្ធ កាត់បន្ថយការសាកល្បង-និង-ការពិសោធន៍កំហុសដែលទាមទារជាប្រពៃណីសម្រាប់ការអភិវឌ្ឍន៍សម្ភារៈ។ ការសិក្សាឆ្នាំ 2024 បានព្យាករណ៍ដោយជោគជ័យនូវអាលុយមីញ៉ូមល្អបំផុត-នីកែលសហ-សមាមាត្រសារធាតុ doping សម្រាប់ដំណើរការសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ - ដែលការពិសោធន៍ជាបន្តបន្ទាប់បានបញ្ជាក់។

ការពិចារណាអំពីបរិស្ថាន និងនិរន្តរភាព

ទម្រង់បរិស្ថាននៃ LMO បង្ហាញទាំងគុណសម្បត្តិ និងបញ្ហាប្រឈម។ ការទាញយកម៉ង់ហ្គាណែសត្រូវការថាមពលតិចជាង-ដំណើរការដែលពឹងផ្អែកខ្លាំងជាង cobalt ឬនីកែល ហើយភាពសម្បូរបែបនៃធាតុនេះកាត់បន្ថយសម្ពាធលើតួរ៉ែដែលប្រមូលផ្តុំ។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ការជីកយករ៉ែម៉ង់ហ្គាណែសនៅតែបង្កើតផលប៉ះពាល់បរិស្ថានតាមរយៈការរំខានដី ការប្រើប្រាស់ទឹក និងការចម្លងរោគដែលអាចកើតមាន ប្រសិនបើមិនមានការគ្រប់គ្រងត្រឹមត្រូវ។

ការវាយតម្លៃវដ្តជីវិតដោយប្រៀបធៀបគីមីវិទ្យានៃថ្មលីចូមផ្សេងៗគ្នាបង្ហាញថា LMO ដំណើរការបានល្អក្នុងការបញ្ចេញកាបូន ដោយសារតម្រូវការដំណើរការទាប និងការលុបបំបាត់សារធាតុ cobalt ។ ការសិក្សាឆ្នាំ 2023 ដ៏ទូលំទូលាយបានគណនាអាគុយ LMO ផលិតប្រហែល 15-ការបំភាយឧស្ម័នផ្ទះកញ្ចក់តិចជាង 20% កំឡុងពេលផលិតបើប្រៀបធៀបទៅនឹងសមមូល NMC លើមូលដ្ឋានក្នុងមួយគីឡូវ៉ាត់ម៉ោង។

ហេដ្ឋារចនាសម្ព័ន្ធកែច្នៃសម្រាប់ LMO មាននៅក្នុងប្រព័ន្ធកែឆ្នៃថ្មលីចូមទូលំទូលាយ។ ដំណើរការ Hydrometallurgical អាចស្តារម៉ង់ហ្គាណែស លីចូម និងសមាសធាតុផ្សេងទៀតប្រកបដោយប្រសិទ្ធភាពខ្ពស់។ ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ តម្លៃទាបនៃម៉ង់ហ្គាណែសដែលបានយកមកវិញបើប្រៀបធៀបទៅនឹង cobalt ឬ nickel កាត់បន្ថយការលើកទឹកចិត្តផ្នែកសេដ្ឋកិច្ចសម្រាប់ការកែច្នៃឡើងវិញ។ អាណត្តិគោលនយោបាយសម្រាប់ការកែច្នៃថ្ម ដូចជាអ្វីដែលត្រូវបានអនុវត្តនៅក្នុងទ្វីបអឺរ៉ុប ទំនងជានឹងធ្វើឱ្យអត្រាការកែច្នៃ LMO ប្រសើរឡើងដោយមិនគិតពីសេដ្ឋកិច្ចសុទ្ធ។

ទីពីរ-កម្មវិធីជីវិតផ្តល់ផ្លូវនិរន្តរភាពមួយផ្សេងទៀត។ ថ្ម LMO ដែលខូចលើសពីការប្រើប្រាស់រថយន្ត ជារឿយៗរក្សាបាននូវសមត្ថភាពគ្រប់គ្រាន់សម្រាប់ការផ្ទុកថាមពលនៅស្ថានី ដែលទម្ងន់ និងដង់ស៊ីតេថាមពលមានតិចជាងនៅក្នុងរថយន្ត។ កម្មវិធីសាកល្បងជាច្រើនប្រើឡើងវិញនូវអាគុយរថយន្តអគ្គិសនីដែលចូលនិវត្តន៍ដែលមាន LMO cathodes សម្រាប់ផ្ទុកថាមពលពន្លឺព្រះអាទិត្យ ពង្រីកជីវិតដែលមានប្រយោជន៍ និងកែលម្អផលប៉ះពាល់បរិស្ថានសរុប។

សំណួរដែលសួរញឹកញាប់

តើអ្វីធ្វើឱ្យថ្ម LMO មានសុវត្ថិភាពជាងប្រភេទលីចូម-អ៊ីយ៉ុងផ្សេងទៀត?

រចនាសម្ព័ន្ធគ្រីស្តាល់ spinel នៃ LMO ផ្តល់នូវស្ថេរភាពកម្ដៅដែលទប់ទល់នឹងការរត់ចេញដោយកម្ដៅ។ cathodes អុកស៊ីដម៉ង់ហ្គាណែសនៅតែមានស្ថេរភាពនៅសីតុណ្ហភាពខ្ពស់ជាងជម្រើសដែលមានមូលដ្ឋានលើ cobalt- ហើយអវត្ដមាននៃ cobalt ដែលមានប្រតិកម្មខ្ពស់កាត់បន្ថយហានិភ័យនៃការរលួយខាងក្រៅ។ ការធ្វើតេស្តបង្ហាញថាថ្ម LMO មានហានិភ័យនៃការរត់ចេញដោយកំដៅទាបជាង 58% យោងតាមស្តង់ដារសុវត្ថិភាព UL ។

ហេតុអ្វីបានជាថ្ម LMO មានអាយុកាលខ្លីជាងថ្ម LFP?

ការរំលាយម៉ង់ហ្គាណែសទៅក្នុងអេឡិចត្រូលីតបណ្តាលឱ្យថយចុះសមត្ថភាពរីកចម្រើននៅក្នុងថ្ម LMO ។ អ៊ីយ៉ុង Mn²⁺ ផ្តាច់ចេញពីរចនាសម្ព័ន្ធ cathode ជាពិសេសនៅសីតុណ្ហភាពកើនឡើង ហើយធ្វើចំណាកស្រុកទៅ anode ដែលពួកគេរំខានដល់មុខងារអេឡិចត្រូត។ អាគុយ LFP ជៀសវាងយន្តការនេះ ពីព្រោះផូស្វ័រដែកបង្កើតរចនាសម្ព័ន្ធដែលមានស្ថេរភាពជាងមុន ដែលមិនរលាយនៅក្រោមលក្ខខណ្ឌស្រដៀងគ្នា។

តើថ្ម LMO អាចប្រើក្នុងសីតុណ្ហភាពខ្លាំងបានទេ?

ថ្ម LMO គ្រប់គ្រងសីតុណ្ហភាពខ្ពស់បានល្អជាងជម្រើសជាច្រើន ដំណើរការដោយសុវត្ថិភាពរហូតដល់ 60 ដឺក្រេ (140 ដឺក្រេ F) ។ ការអនុវត្តសីតុណ្ហភាពត្រជាក់បង្ហាញឱ្យឃើញកាន់តែពិបាក-ដូចអាគុយលីចូម-អ៊ីយ៉ុងទាំងអស់ LMO ទទួលរងការថយចុះសមត្ថភាព និងបង្កើនភាពធន់ទ្រាំខាងក្នុងក្រោម 0 ដឺក្រេ។ ការធ្លាក់ចុះតង់ស្យុងពីសីតុណ្ហភាពត្រជាក់ប៉ះពាល់ដល់ LMO ស្រដៀងគ្នាទៅនឹងគីមីសាស្ត្រផ្សេងទៀត។

តើ LMO ប្រៀបធៀបទៅនឹង LFP សម្រាប់រថយន្តអគ្គិសនីយ៉ាងដូចម្តេច?

LMO ផ្តល់វ៉ុលខ្ពស់ជាង (4.0V ទល់នឹង 3.2V) និងការផ្តល់ថាមពលកាន់តែប្រសើរសម្រាប់ការបង្កើនល្បឿន ប៉ុន្តែអាយុកាលនៃវដ្តទាប និងដង់ស៊ីតេថាមពលទាបជាងបន្តិច។ LFP ពូកែខាងអាយុវែង និងតម្លៃសម្រាប់រថយន្តស្តង់ដារ-ជួរ ខណៈពេលដែល LMO-ការបញ្ចូលគ្នារបស់ NMC ដំណើរការល្អសម្រាប់ការអនុវត្ត-រថយន្តតម្រង់ទិសដែលទាមទារការចែកចាយថាមពលរហ័ស។ និន្នាការទីផ្សារបង្ហាញពីគីមីសាស្ត្រទាំងពីររួមគ្នាសម្រាប់ផ្នែកយានយន្តផ្សេងៗគ្នា ជាជាងមួយជំនួសផ្នែកផ្សេងទៀត។

ប្រភពទិន្នន័យ

ការស្រាវជ្រាវ​សម្រាប់​អត្ថបទ​នេះ​បាន​ទាញ​ចេញ​ពី​ប្រភព​ដែល​មាន​សិទ្ធិ​អំណាច​ជា​ច្រើន​រួម​ទាំង​ការ​បោះពុម្ព​ផ្សាយ​ដែល​បាន​ពិនិត្យ​ឡើងវិញ​ក្នុង​កាសែត Journal of the American Chemical Society, Battery & Supercaps, និង Energy Storage Materials។ ទិន្នន័យទីផ្សារបានមកពីក្រុមហ៊ុនវិភាគឧស្សាហកម្ម រួមមាន DataIntelo និង Fortune Business Insights ។ លក្ខណៈបច្ចេកទេសបានយោងសម្ភារៈពីក្រុមហ៊ុនផលិតថ្ម រួមមាន NEI Corporation, Sigma-Aldrich និង CATL។ ទិន្នន័យការធ្វើតេស្តសុវត្ថិភាពបានមកពីស្តង់ដារ UL និងការវាយតម្លៃសុវត្ថិភាពដែលបានចេញផ្សាយពីរដ្ឋបាលសុវត្ថិភាពចរាចរណ៍ផ្លូវហាយវេជាតិ (NHTSA)។