Lithium Cobalt Oxide ແມ່ນຫຍັງ?

lithium cobalt oxide (LiCoO₂) ແມ່ນສານປະກອບເຄມີທີ່ໃຊ້ເປັນວັດສະດຸ cathode ໃນຫມໍ້ໄຟ lithium{0}}ion, ໂດຍສະເພາະສໍາລັບເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ. ມັນປະກອບດ້ວຍ lithium ion, ອາຕອມ cobalt ຢູ່ໃນສະຖານະຜຸພັງ +3, ແລະອົກຊີເຈນທີ່ຈັດລຽງຢູ່ໃນໂຄງສ້າງ crystalline ຊັ້ນທີ່ຊ່ວຍໃຫ້ການເຄື່ອນໄຫວຂອງ ion ມີປະສິດທິພາບໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟແລະການປ່ອຍຫມໍ້ໄຟ. ໃນຖານະເປັນວັດສະດຸ cathode ທີ່ຖືກສ້າງຕັ້ງຂຶ້ນຫຼາຍທີ່ສຸດໃນຄອບຄົວຫມໍ້ໄຟ lithium, LCO ໄດ້ເປັນຜູ້ບຸກເບີກທາງດ້ານການຄ້າຂອງ lithium rechargeable-ເຕັກໂນໂລຊີ ion ໃນປີ 1991.

ສະຖາປັດຕະຍະກໍາໂມເລກຸນຂອງ lithium cobalt oxide ກໍານົດປະສິດທິພາບຫມໍ້ໄຟຂອງຕົນ. ທາດປະສົມດັ່ງກ່າວມີໂຄງສ້າງໄປເຊຍກັນເປັນຊັ້ນຫົກຫລ່ຽມບ່ອນທີ່ lithium cations (Li⁺) ນັ່ງຢູ່ລະຫວ່າງແຜ່ນທີ່ຂະຫຍາຍຂອງ cobalt ແລະອະຕອມອົກຊີເຈນ. cobalt ເຫຼົ່ານີ້-ຊັ້ນອົກຊີເຈນປະກອບເປັນຂອບ-ການແບ່ງປັນ octahedra, ສ້າງຊ່ອງທາງທີ່ lithium ion ສາມາດເຄື່ອນທີ່ຂ້ອນຂ້າງເສລີ.

ປະລໍາມະນູ cobalt ຜູກພັນກັບອົກຊີເຈນທີ່ປະສົມກັນເປັນ CoO₆ octahedrons, ໃນຂະນະທີ່ lithium ສ້າງພັນທະບັດ ionic ທີ່ອ່ອນແອກັບປະລໍາມະນູອົກຊີເຈນທີ່ອ້ອມຂ້າງ. ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມແຮງຂອງພັນທະບັດນີ້ຊ່ວຍອໍານວຍຄວາມສະດວກໃນການສະກັດ lithium ion ໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟ-ພັນທະບັດ Co-O ທີ່ເຂັ້ມແຂງກວ່າເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງຄົງທີ່ໃນຂະນະທີ່ປ່ອຍໃຫ້ Li⁺ ໜີ. ກ້ອນຫີນເປັນຂອງກຸ່ມອາວະກາດ R-3m ໃນລັກສະນະ Hermann-Mauguin, ສະແດງເຖິງຄວາມສົມມາຂອງການຫມຸນສາມເທົ່າ.

ຢູ່ໃນສະພາບທີ່ເກີດ lithiated ຢ່າງສົມບູນ, LiCoO₂ ປະກົດເປັນສີຟ້າເຂັ້ມ ຫຼື ສີຟ້າ-ເປັນກ້ອນແກມສີຂີ້ເຖົ່າທີ່ມີຄວາມຈຸທາງທິດສະດີ 274 mAh/g. ຄວາມຫນາແຫນ້ນທີ່ແທ້ຈິງຂອງວັດສະດຸສູງເຖິງ 5.1 g/cm³, ມີຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການປະຕິບັດປະມານ 4.2 g/cm³-ສູງທີ່ສຸດໃນບັນດາວັດສະດຸ cathode ທົ່ວໄປ. ຄວາມຫນາແຫນ້ນພິເສດນີ້ແປໂດຍກົງກັບຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ volumetric, ປະໂຫຍດທີ່ສໍາຄັນສໍາລັບພື້ນທີ່-ອຸປະກອນທີ່ຖືກຈໍາກັດ.

ໃນລະຫວ່າງການສາກແບັດເຕີຣີ, cobalt oxidize ບາງສ່ວນຈາກ Co³⁺ ໄປເປັນ Co⁴⁺ ເນື່ອງຈາກ lithium ions deintercalate ແລະຍ້າຍໄປຫາ anode. ອັນນີ້ສ້າງສານປະກອບທີ່ບໍ່ແມ່ນ-stoichiometric ເປັນຕົວແທນເປັນ LiₓCoO₂ ທີ່ 0 < x < 1. ການປີ້ນກັບກັນຂອງຂະບວນການນີ້ເຮັດໃຫ້ການເຮັດວຽກຂອງແບດເຕີຣີສາມາດສາກໄຟໄດ້, ເຖິງແມ່ນວ່າຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງໂຄງສ້າງກາຍເປັນສິ່ງທ້າທາຍເມື່ອຫຼາຍກວ່າ 50% ຂອງ lithium ion ຖືກສະກັດອອກ.

Lithium Cobalt Oxide

ຄວາມເຂົ້າໃຈຫມໍ້ໄຟ lithium ແມ່ນຫຍັງເລີ່ມຕົ້ນດ້ວຍການຮັບຮູ້ວ່າພວກມັນເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ສາມາດສາກໄຟໄດ້ທີ່ lithium ion ເຄື່ອນຍ້າຍລະຫວ່າງ electrodes ເພື່ອເກັບຮັກສາ ແລະປ່ອຍພະລັງງານ. LCO ເຮັດຫນ້າທີ່ເປັນແຫຼ່ງແລະຈຸດຫມາຍປາຍທາງສໍາລັບ ions ເຫຼົ່ານີ້ຢູ່ທີ່ electrode ບວກ. ໃນການຕັ້ງຄ່າຫມໍ້ໄຟ LCO ປົກກະຕິ, cathode ມີ lithium cobalt oxide, anode ໃຊ້ກາກບອນກາຟິກ, ແລະ electrolyte ເກືອ lithium ຊ່ວຍໃຫ້ການຂົນສົ່ງ ion ລະຫວ່າງພວກມັນ.

ໃນເວລາທີ່ທ່ານສາກໄຟອຸປະກອນ, ສານສະກັດຈາກ lithium ions ຈາກ cathode cobalt oxide, ເດີນທາງຜ່ານ electrolyte, ຜ່ານຕົວແຍກ microporous, ແລະ intercalate ເຂົ້າໄປໃນໂຄງສ້າງຊັ້ນຂອງ graphite anode. ຂະບວນການປີ້ນກັບກັນໃນລະຫວ່າງການໄຫຼ-ໄອອອນໄຫຼກັບ cathode ໃນຂະນະທີ່ເອເລັກໂຕຣນິກເຄື່ອນຜ່ານວົງຈອນພາຍນອກເພື່ອພະລັງງານອຸປະກອນຂອງທ່ານ. ກົນໄກ "ເກົ້າອີ້" ນີ້ເຮັດໃຫ້ແບດເຕີຣີ Li-ໄອອອນເປັນລັກສະນະທີ່ສາມາດສາກໄດ້.

ແບດເຕີຣີ້ LCO ສົ່ງແຮງດັນໄຟຟ້າປະມານ 3.7V ດ້ວຍການຕັດຄ່າປົກກະຕິຢູ່ທີ່ 4.2V. ພູພຽງແຮງດັນໄຟຟ້ານີ້ຍັງຄົງຂ້ອນຂ້າງຮາບພຽງຢູ່ຕະຫຼອດການໄຫຼຂອງວົງຈອນສ່ວນໃຫຍ່, ສະຫນອງການສະຫນອງພະລັງງານທີ່ຫມັ້ນຄົງ. ລະດັບແຮງດັນທີ່ເຮັດວຽກຂອງ -20 ອົງສາເຖິງ 55 ອົງສາເຮັດໃຫ້ LCO ເຫມາະສໍາລັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກຂອງຜູ້ບໍລິໂພກສ່ວນໃຫຍ່, ເຖິງແມ່ນວ່າການປະຕິບັດຈະຫຼຸດລົງໃນອຸນຫະພູມທີ່ຮຸນແຮງ.

ຄວາມອາດສາມາດສະເພາະແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງຂອງວັດສະດຸເຮັດໃຫ້ມັນເປັນ lithium{0}}ion cathode ການຄ້າຄັ້ງທໍາອິດໃນເວລາທີ່ Sony ນໍາສະເຫນີ LCO-ຫມໍ້ໄຟທີ່ອີງໃສ່ LCO{1}}ໃນປີ 1991. John B. Goodenough ແລະ Koichi Mizushima ຄົ້ນພົບທ່າແຮງຂອງ LCO ເປັນ electrode intercalation ໃນປີ 1980 ທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລ Oxford 2010, ການເຮັດວຽກທີ່ປະກອບສ່ວນຂອງ No. ເຄມີສາດ.

ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ

ໝໍ້ໄຟ LCO ບັນລຸຄວາມໜາແໜ້ນຂອງພະລັງງານ 150-200 Wh/kg, ລື່ນກາຍທາງເຄມີທາງເລືອກຫຼາຍອັນ. ພະລັງງານນີ້-ຕໍ່-ອັດຕາສ່ວນນ້ຳໜັກເຮັດໃຫ້ຜູ້ຜະລິດສາມາດສ້າງແບັດເຕີລີ້ທີ່ມີນ້ຳໜັກເບົາບາງເບົາສຳລັບອຸປະກອນເຄື່ອນທີ່. ແບດເຕີລີ່ສະມາດໂຟນທີ່ໃຊ້ LCO ສາມາດສົ່ງເວລາແລ່ນດຽວກັນກັບທາງເລືອກທີ່ຫນັກກວ່າໃນຂະນະທີ່ໃຊ້ພື້ນທີ່ຫນ້ອຍລົງ. ຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງເພີ່ມຄວາມໄດ້ປຽບນີ້ຕື່ມອີກ - ຢູ່ທີ່ 4.2 g / cm³, LCO ບັນຈຸວັດສະດຸທີ່ມີການເຄື່ອນໄຫວຫຼາຍເຂົ້າໄປໃນປະລິມານທີ່ໃຫ້ຫຼາຍກວ່າ lithium manganese oxide ຫຼື lithium iron phosphate.

ການປະຕິບັດທາງເຄມີທີ່ຫມັ້ນຄົງ

ໂຄງສ້າງຊັ້ນຂອງ LCO ຕ້ານການລົ້ມລົງໃນລະຫວ່າງການຂີ່ລົດຖີບປົກກະຕິ, ປະກອບສ່ວນເຂົ້າໃນການຮັກສາຄວາມອາດສາມາດທີ່ຄາດເດົາໄດ້. ການເຊື່ອມໂຊມຄວາມອາດສາມາດສະເລ່ຍຢູ່ຕໍ່າກວ່າ 0.05% ຕໍ່ຮອບວຽນພາຍໃຕ້ເງື່ອນໄຂມາດຕະຖານ. ຄວາມໝັ້ນຄົງນີ້ເກີດມາຈາກພັນທະບັດ Co-O ທີ່ເຂັ້ມແຂງໃນຊັ້ນຂອງ cobalt oxide, ເຊິ່ງຮັກສາຄວາມສົມບູນຂອງໂຄງສ້າງເຖິງແມ່ນວ່າ lithium ion shuttle ໃນແລະອອກ. ການຈັດການແບດເຕີຣີຈະກາຍເປັນກົງໄປກົງມາເມື່ອຄວາມອາດສາມາດຫຼຸດລົງຕາມຮູບແບບທີ່ຄາດເດົາໄດ້.

ແຮງດັນເຮັດວຽກສູງ

ແພລະຕະຟອມປ່ອຍ 3.9V ຂອງແບດເຕີລີ່ LCO ຊ່ວຍໃຫ້ຜົນຜະລິດພະລັງງານສູງກວ່າເມື່ອທຽບກັບ-ເຄມີຂອງແຮງດັນຕ່ໍາ. ນັບຕັ້ງແຕ່ການວັດແທກພະລັງງານຂອງຫມໍ້ໄຟກັບສີ່ຫຼ່ຽມຂອງແຮງດັນ, ເວທີທີ່ສູງນີ້ຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານຢ່າງຫຼວງຫຼາຍ. ເຊນ LCO 4.2V ເກັບຮັກສາພະລັງງານຫຼາຍກ່ວາເຊນ 3.2V ທາດເຫຼັກ lithium phosphate ທີ່ມີຄວາມສາມາດທຽບເທົ່າ. ແຮງດັນທີ່ສູງຂຶ້ນຍັງຫມາຍເຖິງຈຸລັງຫນ້ອຍທີ່ຈໍາເປັນໃນຊຸດສໍາລັບແຮງດັນຂອງຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ໃຫ້, ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສັບສົນແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍໃນບາງການອອກແບບ.

ການເຕີບໃຫຍ່ຂອງການຜະລິດ

ສາມທົດສະວັດຂອງການຜະລິດການຄ້າໄດ້ປັບປຸງການຜະລິດ LCO ໄປສູ່ຄວາມແມ່ນຍໍາພິເສດ. ຂະບວນການຜະລິດໄດ້ສະຫມໍ່າສະເຫມີສົ່ງອະນຸພາກຂະຫນາດຈາກ nanometers ກັບ micrometers ໂດຍອີງຕາມຄວາມຕ້ອງການຂອງການນໍາໃຊ້. ຄວາມຊ່ຽວຊານດ້ານການຜະລິດນີ້ແປວ່າອັດຕາຂໍ້ບົກພ່ອງທີ່ຕໍ່າກວ່າ, batch ທີ່ດີຂຶ້ນ-ເປັນ-ຄວາມສອດຄ່ອງຂອງຊຸດ, ແລະຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງທີ່ຕັ້ງຂຶ້ນ. ຂະຫນາດນ້ອຍ-ຈັດຮູບແບບເຊລ LCO ສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກສະແດງໃຫ້ເຫັນເປັນຫນຶ່ງໃນການໃຫຍ່ທີ່ສຸດແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍຫຼາຍທີ່ສຸດເຕັກໂນໂລຊີແບດເຕີລີ່ທີ່ມີປະສິດທິພາບສໍາລັບກໍລະນີການນໍາໃຊ້ສະເພາະຂອງພວກເຂົາ.

Lithium Cobalt Oxide

ຄວາມກັງວົນກ່ຽວກັບສະຖຽນລະພາບຄວາມຮ້ອນ

ແບດເຕີຣີ LCO ກາຍເປັນຄວາມອ່ອນໄຫວຕໍ່ກັບການລະບາຍຄວາມຮ້ອນທີ່ອຸນຫະພູມເກີນ 130 ອົງສາ ຫຼືໃນລະຫວ່າງການສາກໄຟເກີນ. ໃນອຸນຫະພູມສູງ, lithium cobalt oxide decomposes ແລະປ່ອຍອົກຊີເຈນ, ເຊິ່ງຫຼັງຈາກນັ້ນ reacts exothermically ກັບ electrolyte ອິນຊີ. ປະຕິກິລິຍານີ້ສາມາດແຜ່ຂະຫຍາຍໄປສູ່ຈຸລັງທີ່ຢູ່ຕິດກັນແລະອາດຈະເຮັດໃຫ້ເກີດການເຜົາໄຫມ້ວັດສະດຸທີ່ຕິດໄຟໄດ້. ໃນຂະນະທີ່ LCO ສະແດງໃຫ້ເຫັນຄວາມຫມັ້ນຄົງຂອງຄວາມຮ້ອນທີ່ດີກວ່າບາງ nickel-ເຄມີທີ່ອຸດົມສົມບູນ, ມັນຍັງຄົງອຸນຫະພູມຫຼາຍ-ທີ່ລະອຽດອ່ອນກ່ວາ lithium iron phosphate ຫຼື lithium titanate ທາງເລືອກ.

ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວວົງຈອນຄວາມປອດໄພຈະຈຳກັດແບັດເຕີຣີ LCO ຢູ່ທີ່ 1C ການສາກໄຟ ແລະອັດຕາການໄຫຼ. ມາດຕະການປ້ອງກັນເຫຼົ່ານີ້ປ້ອງກັນບໍ່ໃຫ້ອຸນຫະພູມເພີ່ມຂຶ້ນທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ເກີດການເສື່ອມສະພາບ, ແຕ່ພວກເຂົາເຈົ້າຍັງຈໍາກັດຄວາມສາມາດໃນການສົ່ງພະລັງງານຂອງຫມໍ້ໄຟ.

ຊີວິດຮອບວຽນຈໍາກັດ

ແບດເຕີຣີມາດຕະຖານ LCO ປົກກະຕິບັນລຸ 500-1,000 ຮອບການສາກໄຟກ່ອນທີ່ຄວາມອາດສາມາດຫຼຸດລົງເຖິງ 80% ຂອງຕົ້ນສະບັບ. ອາຍຸການໃຊ້ງານຂອງແບດເຕີລີ່ lithium ນີ້ສັ້ນກວ່າປະເພດຫມໍ້ໄຟ lithium ອື່ນ: ຫມໍ້ໄຟ lithium iron phosphate ສົ່ງ 2,000-5,000 ຮອບ, ໃນຂະນະທີ່ຫມໍ້ໄຟ lithium titanate ສາມາດເກີນ 15,000 ຮອບ. ຊີວິດວົງຈອນຂ້ອນຂ້າງສັ້ນແມ່ນມາຈາກການປ່ຽນແປງໂຄງສ້າງທີ່ເກີດຂຶ້ນໃນລະຫວ່າງການ lithiation ເລິກແລະ delithiation. ຄວາມຕ້ານທານພາຍໃນເພີ່ມຂຶ້ນຕາມອາຍຸ, ເຮັດໃຫ້ແຮງດັນຫຼຸດລົງພາຍໃຕ້ການໂຫຼດທີ່ສາມາດເຮັດໃຫ້ແບດເຕີລີ່ບໍ່ສາມາດໃຊ້ງານໄດ້ເຖິງແມ່ນວ່າກ່ອນທີ່ຈະສູນເສຍຄວາມສາມາດໃນໄພພິບັດ.

ພະລັງງານສະເພາະຕ່ໍາ

ໃນຂະນະທີ່ LCO ດີເລີດໃນຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ມັນສະຫນອງພະລັງງານສະເພາະປານກາງ. ກະແສໄຫຼອອກສູງສາມາດເຮັດໃຫ້ຊອງຮ້ອນເກີນໄປແລະການເຊື່ອມໂຊມເລັ່ງ. ຂໍ້ຈໍາກັດນີ້ຈໍາກັດ LCO ກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ມີຄວາມຕ້ອງການພະລັງງານທີ່ຂ້ອນຂ້າງຄົງທີ່. ເຄື່ອງມືພະລັງງານ, ພາຫະນະໄຟຟ້າ, ແລະ-ອຸປະກອນລະບາຍນໍ້າທີ່ສູງອື່ນໆ ໂດຍປົກກະຕິຈະໃຊ້ເຄມີທາງເລືອກເຊັ່ນ: nickel manganese cobalt (NMC) ຫຼື lithium manganese oxide ທີ່ທົນທານຕໍ່ການດຶງກະແສໄຟຟ້າສູງ.

ບັນຫາລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະຫນອງ Cobalt

ຕະຫຼາດ lithium cobalt oxide ທົ່ວໂລກບັນລຸ 7.04 ຕື້ໂດລາໃນປີ 2024 ແລະໂຄງການທີ່ຈະເຕີບໂຕຢູ່ທີ່ 6.37% CAGR ຈົນຮອດປີ 2034, ແຕ່ການມີ cobalt ເຮັດໃຫ້ເກີດສິ່ງທ້າທາຍ. ຫຼາຍກວ່າ 70% ຂອງການຜະລິດ cobalt ສຸມໃສ່ຢູ່ໃນສາທາລະນະລັດປະຊາທິປະໄຕຄອງໂກ, ບ່ອນທີ່ການປະຕິບັດການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກັງວົນຕໍ່ສິ່ງແວດລ້ອມແລະຈັນຍາບັນ. ລາຄາ cobalt ມີການປ່ຽນແປງຢ່າງຫຼວງຫຼາຍໂດຍອີງໃສ່ປັດໃຈທາງດ້ານພູມສາດ, ສ້າງຄວາມເຫນັງຕີງຂອງຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສໍາລັບຜູ້ຜະລິດຫມໍ້ໄຟ.

ຄວາມສ່ຽງໃນລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະໜອງເຫຼົ່ານີ້ໄດ້ເລັ່ງການຄົ້ນຄວ້າເຂົ້າໃນການວິໄຈໃນ cobalt-ຟຣີ ຫຼືຫຼຸດລົງ-ເຄມີສາດ cobalt cathode. ໃນປັດຈຸບັນຜູ້ຜະລິດຈໍານວນຫຼາຍຜະສົມຜະສານ LCO ກັບ nickel ແລະ manganese ເພື່ອຫຼຸດລົງເນື້ອໃນ cobalt ໃນຂະນະທີ່ຮັກສາປະສິດທິພາບທີ່ຍອມຮັບ.

ການຄອບຄອງເອເລັກໂຕຣນິກຜູ້ບໍລິໂພກ

ແບດເຕີຣີ LCO ພະລັງງານປະມານ 60% ຂອງແບດເຕີຣີເອເລັກໂຕຣນິກບໍລິໂພກໃນປີ 2024, ອີງຕາມຂໍ້ມູນອົງການພະລັງງານສາກົນ. ໂທລະສັບສະມາດໂຟນ, ແລັບທັອບ, ແທັບເລັດ, ກ້ອງດິຈິຕອລ, ແລະອຸປະກອນສວມໃສ່ແມ່ນອີງໃສ່ເທັກໂນໂລຍີ LCO ຫຼາຍ. ໄຕມາດທຳອິດຂອງປີ 2024 ມີການສົ່ງອອກອຸປະກອນສວມໃສ່ທົ່ວໂລກເຖິງ 113.1 ລ້ານເຄື່ອງ, ເພີ່ມຂຶ້ນ 8.8% ໃນປີ-ຫຼາຍກວ່າ-ປີ, ໂດຍສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ແບັດເຕີຣີ LCO.

ພາກສ່ວນອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກຖືຄອງ 41.5% ຂອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດ LCO ໃນປີ 2024 ແລະຄາດວ່າຈະຮັກສາຄວາມເດັ່ນໄດ້ຕະຫຼອດປີ 2037. ຄວາມຕ້ອງການແບບຍືນຍົງນີ້ສະທ້ອນເຖິງຄວາມດຸ່ນດ່ຽງທີ່ດີທີ່ສຸດຂອງ LCO ຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ຄວາມຍືດຫຍຸ່ນຂອງຮູບແບບ, ແລະຄ່າໃຊ້ຈ່າຍສໍາລັບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກແບບພົກພາ. ໂທລະສັບມືຖືໂດຍສະເພາະໄດ້ຮັບຜົນປະໂຫຍດຈາກຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນສູງຂອງ LCO-ຜູ້ຜະລິດສາມາດສ້າງອຸປະກອນທີ່ບາງລົງໄດ້ໂດຍບໍ່ຕ້ອງເສຍຄວາມຈຸຂອງຫມໍ້ໄຟ.

ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກອຸປະກອນທາງການແພດ

ແບດເຕີຣີ້ LCO ທີ່ສາມາດສາກໄຟໄດ້ໃຫ້ບໍລິການໃນອຸປະກອນທາງການແພດທີ່ສາມາດຝັງໄດ້ລວມທັງເຄື່ອງກະຕຸ້ນຈັງຫວະ, ເຄື່ອງກະຕຸ້ນການເຕັ້ນ, ແລະປັ໊ມ insulin. ການປະສົມປະສານຂອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານສູງ, ຄຸນລັກສະນະການໄຫຼທີ່ຫມັ້ນຄົງ, ແລະຂະຫນາດທີ່ຫນາແຫນ້ນເຮັດໃຫ້ LCO ເຫມາະສົມກັບຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ສໍາຄັນເຫຼົ່ານີ້. ໄລຍະຫ່າງຍາວລະຫວ່າງຮອບການເຕີມເງິນຫຼຸດຜ່ອນພາລະຂອງຄົນເຈັບ, ໃນຂະນະທີ່ແພລະຕະຟອມແຮງດັນທີ່ຄາດເດົາໄດ້ຮັບປະກັນການປະຕິບັດງານຂອງອຸປະກອນທີ່ສອດຄ່ອງ.

ຈຳກັດການນຳໃຊ້ພາຫະນະໄຟຟ້າ

ໃນຂະນະທີ່ LCO ຄອບງໍາແບດເຕີລີ່ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າໃນຕົ້ນໆ, ຜູ້ຜະລິດສ່ວນໃຫຍ່ໄດ້ປ່ຽນໄປເປັນທາງເລືອກຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium. ໃນບັນດາແບດເຕີລີ່ lithium ປະເພດຕ່າງໆທີ່ມີຢູ່-ລວມທັງ lithium iron phosphate (LFP), lithium nickel manganese cobalt (NMC), lithium nickel cobalt aluminium (NCA), ແລະ lithium titanate (LTO)-ແຕ່ລະອັນໃຫ້ການຄ້າທີ່ແຕກຕ່າງ{{3}. ຄວາມປອດໄພ, ຄ່າໃຊ້ຈ່າຍ, ວົງຈອນ ແລະ ຄວາມປອດໄພ. Roadster ລຸ້ນຕົ້ນໆຂອງ Tesla ໄດ້ໃຊ້ເຊັລທີ່ອີງໃສ່ LCO-, ແຕ່ບໍລິສັດ ແລະຜູ້ຜະລິດລົດຍົນອື່ນໆໄດ້ຍ້າຍໄປຢູ່ໃນເຄມີ NMC ແລະ NCA ທີ່ໃຫ້ການຈັດສົ່ງພະລັງງານທີ່ດີກວ່າ, ຄວາມສະຖຽນຂອງຄວາມຮ້ອນ, ແລະຊີວິດຮອບວຽນ. ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າ 14 ລ້ານຄັນທີ່ຂາຍໃນທົ່ວໂລກໃນປີ 2023 ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນໃຊ້ nickel-ວັດສະດຸ cathode ທີ່ອຸດົມສົມບູນຫຼາຍກວ່າ LCO.

ພະລັງງານສະເພາະເລັກນ້ອຍແລະຄວາມອ່ອນໄຫວດ້ານຄວາມຮ້ອນຂອງ LCO ເຮັດໃຫ້ມັນບໍ່ພໍດີກັບຄວາມຕ້ອງການການສາກໄຟທີ່ສູງຂອງ-ປັດຈຸບັນ, ໄວ-ຂອງແອັບພລິເຄຊັນລົດຍົນ. ແບດເຕີຣີ້ EV ຈະຕ້ອງຢູ່ລອດຫຼາຍພັນຮອບຂອງການສາກໄຟ ແລະເຮັດວຽກໄດ້ຢ່າງໝັ້ນໃຈໃນທຸກອຸນຫະພູມທີ່ຮຸນແຮງ-ຄວາມຕ້ອງການທີ່ເກີນຄວາມສາມາດຂອງ LCO.

Lithium Cobalt Oxide

ແຮງດັນສູງ-ນະວັດຕະກໍາ LCO

ຄວາມພະຍາຍາມຄົ້ນຄ້ວາສຸມໃສ່ການຊຸກຍູ້ແຮງດັນຂອງການດໍາເນີນງານ LCO ເກີນຂອບເຂດກໍານົດມາດຕະຖານ 4.2V. ການເພີ່ມແຮງດັນໄຟຟ້າຈາກ 4.2V ເປັນ 4.45V ຊ່ວຍເພີ່ມກຳລັງການສາກຈາກ 140 mAh/g ເປັນປະມານ 180 mAh/g-ປັບປຸງ 28.6%. ຢູ່ທີ່ 4.6V, ຄວາມຈຸເຖິງ 220 mAh/g, ໃກ້ຮອດຈຸດສູງສຸດທາງທິດສະດີ.

ສິ່ງທ້າທາຍແມ່ນຢູ່ໃນສະຖຽນລະພາບຂອງໂຄງສ້າງ. ເມື່ອຖືກຄິດຄ່າກັບ 4.6V ໃນອັດຕາ 1C, LCO ຮັກສາຄວາມອາດສາມາດພຽງແຕ່ 50% ຫຼັງຈາກ 100 ຮອບວຽນແລະ 20% ຫຼັງຈາກ 200 ຮອບວຽນ. ການສະກັດເອົາ lithium ion ຫຼາຍເກີນໄປເຮັດໃຫ້ເກີດການຫັນປ່ຽນໄລຍະທີ່ບໍ່ສາມາດປີ້ນກັບກັນໄດ້ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ໂຄງສ້າງຂອງຜລຶກຫຼຸດລົງ. ການສຶກສາໃນເດືອນມິຖຸນາ 2024 ຈັດພີມມາຢູ່ໃນວາລະສານວິສະວະກໍາໄດ້ກວດກາຍຸດທະສາດການດັດແປງລວມທັງການເຄືອບດ້ານ, doping ກັບອົງປະກອບເຊັ່ນ: lanthanum ແລະອາລູມິນຽມ, ແລະ particle morphology ຄວບຄຸມເພື່ອເຮັດໃຫ້ການເຮັດວຽກຂອງແຮງດັນສູງທີ່ຫມັ້ນຄົງ.

ເສັ້ນທາງຕະຫຼາດ

ບໍລິສັດຄົ້ນຄ້ວາຕະຫຼາດຫຼາຍໂຄງການການຂະຫຍາຍຕົວທີ່ເຂັ້ມແຂງສໍາລັບ LCO ເຖິງວ່າຈະມີການແຂ່ງຂັນຈາກເຄມີສາດທາງເລືອກ. ການປະເມີນມູນຄ່າຕະຫຼາດຕັ້ງແຕ່ 5.17 ຕື້ໂດລາ (Grand View Research) ຫາ 7.04 ຕື້ໂດລາ (ອະນາຄົດການຄົ້ນຄວ້າຕະຫຼາດ) ສໍາລັບປີ 2024, ມີຄວາມເຫັນດີເຫັນພ້ອມປະມານ 9-ການຂະຫຍາຍຕົວປະຈໍາປີ 10% ຕະຫຼອດປີ 2030-2034. ພາກພື້ນອາຊີປາຊີຟິກກວມເອົາການຜະລິດ ແລະ ການບໍລິໂພກ, ກວມເອົາ 50-60% ຂອງສ່ວນແບ່ງຕະຫຼາດໂລກ.

ເສັ້ນທາງການຂະຫຍາຍຕົວນີ້ສະທ້ອນໃຫ້ເຫັນຄວາມຕ້ອງການທີ່ຍືນຍົງຈາກເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຂອງຜູ້ບໍລິໂພກແທນທີ່ຈະຂະຫຍາຍໄປສູ່ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກໃຫມ່. ເນື່ອງຈາກການຮັບຮອງເອົາອຸປະກອນແບບພະກະພາເພີ່ມຂຶ້ນໃນຕະຫຼາດທີ່ກໍາລັງພັດທະນາແລະຜະລິດຕະພັນທີ່ມີຢູ່ແລ້ວຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການທົດແທນຫມໍ້ໄຟ, ຄວາມຕ້ອງການ LCO ປະຕິບັດຕາມແນວໂນ້ມທີ່ເພີ່ມຂຶ້ນເຖິງວ່າຈະມີສະຖານະພາບເຕັກໂນໂລຢີທີ່ເຕີບໃຫຍ່.

ການຣີໄຊເຄີນ ແລະຄວາມຍືນຍົງ

ຄວາມກັງວົນດ້ານສິ່ງແວດລ້ອມ ແລະຈັນຍາບັນ ທີ່ຢູ່ອ້ອມແອ້ມການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ cobalt ໄດ້ສຸມໃສ່ການເອົາແບັດເຕີລີລີໄຊເຄີນຄືນໃໝ່. ການຄົ້ນຄວ້າທີ່ຕີພິມໃນ RSC Sustainability ໃນປີ 2024 ໄດ້ສະແດງໃຫ້ເຫັນວິທີການໝູນວຽນຂອງແບັດເຕີຣີ LCO ທີ່ໃຊ້ໄປແລ້ວເຂົ້າໃນວັດສະດຸ NMC111 (nickel-manganese-cobalt) cathode ຜ່ານອາຊິດ citric-ການລ້າງອອກ ແລະ sol-ເຈນທີ່ສັງເຄາະ. ວິທີການເຫຼົ່ານີ້ໃຊ້ສານລະລາຍທີ່ບໍ່ແມ່ນ-ທີ່ເປັນພິດ ແລະຫຼີກເວັ້ນຂະບວນການສະກັດເອົາອັນຕະລາຍ.

ການລີໄຊເຄີນທີ່ມີປະສິດຕິຜົນສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມກົດດັນຂອງລະບົບຕ່ອງໂສ້ການສະຫນອງໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນການຂຸດຄົ້ນສິ່ງແວດລ້ອມຂອງການຂຸດຄົ້ນ. ຢ່າງໃດກໍ່ຕາມ, ການສ້າງໂຄງສ້າງພື້ນຖານການເກັບລວບລວມແລະການປຸງແຕ່ງທີ່ກວ້າງຂວາງຍັງຄົງເປັນສິ່ງທ້າທາຍທີ່ສໍາຄັນ, ໂດຍສະເພາະສໍາລັບແບດເຕີລີ່ຜູ້ບໍລິໂພກຂະຫນາດນ້ອຍທີ່ມັກຈະຢູ່ໃນບ່ອນຂີ້ເຫຍື້ອ.

LCO ສະຫນອງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານປະລິມານສູງສຸດໃນບັນດາວັດສະດຸ cathode ການຄ້າ, ເຮັດໃຫ້ມັນເຫມາະສົມສໍາລັບພື້ນທີ່{0}}ຄໍາຮ້ອງສະຫມັກທີ່ຖືກຈໍາກັດ. ເມື່ອປຽບທຽບກັບ lithium iron phosphate, LCO ໃຫ້ແຮງດັນທີ່ສູງກວ່າ (3.7V ທຽບກັບ. 3.2V) ແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານແຕ່ຄວາມປອດໄພດ້ານຄວາມຮ້ອນຕ່ໍາກວ່າແລະຊີວິດວົງຈອນ. ກ່ຽວຂ້ອງກັບເຄມີສາດ NMC, LCO ມີອົງປະກອບທີ່ງ່າຍດາຍກວ່າແຕ່ພະລັງງານສະເພາະຕ່ໍາແລະເນື້ອໃນ cobalt ສູງກວ່າ.

ຍານພາຫະນະໄຟຟ້າຕ້ອງການວັດສະດຸ cathode ທີ່ສາມາດຈັດການກະແສໄຟຟ້າສູງ, ການສາກໄຟໄວ, ອາຍຸການຂະຫຍາຍ (2,{1}} ຮອບວຽນ), ແລະການດໍາເນີນງານໃນທົ່ວອຸນຫະພູມກວ້າງ. ພະລັງງານສະເພາະປານກາງຂອງ LCO, ຄວາມອ່ອນໄຫວດ້ານຄວາມຮ້ອນສູງກວ່າ 130 ອົງສາ , ແລະ 500-1,000 ວົງຈອນຊີວິດປົກກະຕິບໍ່ຕອບສະຫນອງຄວາມຕ້ອງການເຫຼົ່ານີ້. ເຄມີ NMC ແລະ NCA ດຸ່ນດ່ຽງຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານ, ການຈັດສົ່ງພະລັງງານ, ແລະຄວາມທົນທານທີ່ມີຄວາມຈໍາເປັນສໍາລັບການນໍາໃຊ້ລົດຍົນ.

ແບດເຕີຣີ້ມາດຕະຖານ LCO ບັນລຸ 500-ການສາກເຕັມ 1,000-ຮອບການລະບາຍກ່ອນທີ່ຈະຫຼຸດຄວາມຈຸເປັນ 80% ຂອງຄວາມຈຸເດີມ. ອາຍຸການໃຊ້ງານຕົວຈິງແມ່ນຂຶ້ນກັບຮູບແບບການນໍາໃຊ້ - ຮອບວຽນການໄຫຼອອກບາງສ່ວນຂະຫຍາຍຊີວິດ, ໃນຂະນະທີ່ການໄຫຼເລິກເລື້ອຍໆແລະອຸນຫະພູມສູງເລັ່ງການເຊື່ອມໂຊມ. ສໍາລັບເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າທີ່ມີການນໍາໃຊ້ປະຈໍາວັນໃນລະດັບປານກາງ, ນີ້ຫມາຍຄວາມວ່າປະມານ 2-3 ປີກ່ອນທີ່ຈະຫຼຸດລົງປະສິດທິພາບທີ່ສັງເກດເຫັນ.

ແມ່ນແລ້ວ, ເຖິງແມ່ນວ່າອັດຕາການເກັບກໍາຍັງຕໍ່າສໍາລັບແບດເຕີຣີເອເລັກໂຕຣນິກຜູ້ບໍລິໂພກ. LCO ມີ cobalt ທີ່ມີຄຸນຄ່າທີ່ເຮັດໃຫ້ການລີໄຊເຄີນມີຜົນທາງດ້ານເສດຖະກິດ. ຂະບວນການລີໄຊເຄີນທີ່ທັນສະໄຫມໃຊ້ hydrometallurgical ຫຼືວິທີການຟື້ນຟູໂດຍກົງເພື່ອຟື້ນຕົວວັດສະດຸ cathode. ການຄົ້ນຄວ້າບາງຢ່າງສະແດງໃຫ້ເຫັນການປ່ຽນ LCO ທີ່ໃຊ້ໄປເປັນເຄມີ cathode ທາງເລືອກເຊັ່ນ NMC, ຂະຫຍາຍຜົນປະໂຫຍດດ້ານວັດຖຸໃນຂະນະທີ່ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ອງການຂຸດຄົ້ນບໍ່ແຮ່ຕົ້ນຕໍ.

ຄວາມເຂົ້າໃຈກ່ຽວກັບຄຸນສົມບັດ, ຂໍ້ດີ, ແລະຂໍ້ຈໍາກັດຂອງ lithium cobalt oxide ຊີ້ແຈງເຖິງຄວາມເດັ່ນຊັດຂອງມັນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງໃນເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຂອງຜູ້ບໍລິໂພກເຖິງວ່າຈະມີເຄມີສາດຫມໍ້ໄຟໃຫມ່. ພາຍໃນພູມສັນຖານທີ່ຫຼາກຫຼາຍຂອງຫມໍ້ໄຟ lithium{1}}ບ່ອນທີ່ LFP ບູລິມະສິດຄວາມປອດໄພ, NMC ດຸ່ນດ່ຽງການວັດແທກປະສິດທິພາບ, ແລະ LTO ສະຫນອງການມີອາຍຸຍືນທີ່ສຸດ-LCO ຮັກສາຈຸດພິເສດຂອງຕົນໂດຍຜ່ານຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງພະລັງງານປະລິມານພິເສດແລະຄວາມຫນາແຫນ້ນຂອງການຜະລິດ. ຄວາມເຂັ້ມແຂງສະເພາະຂອງວັດສະດຸຮັບປະກັນຄວາມກ່ຽວຂ້ອງຂອງມັນສໍາລັບອຸປະກອນເຄື່ອນທີ່, ໃນຂະນະທີ່ການຄົ້ນຄວ້າຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງແກ້ໄຂບັນຫາຄວາມຫມັ້ນຄົງໃນການຂະຫຍາຍຂອບເຂດການປະຕິບັດ. ເມື່ອເທັກໂນໂລຢີແບັດເຕີຣີພັດທະນາຂຶ້ນ, LCO ເປັນການຍົກຕົວຢ່າງການຄ້າ-ສ່ວນຫຼຸດທີ່ມີຢູ່ໃນການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າເຄມີ-ບໍ່ມີເຄມີສາດຂອງແບັດ lithium ອັນໃດດີເລີດໃນທົ່ວທຸກຕົວວັດແທກ, ເຮັດໃຫ້ແອັບພລິເຄຊັນ-ການເພີ່ມປະສິດທິພາບສະເພາະທີ່ຈຳເປັນສຳລັບການເລືອກແບັດເຕີຣີ.

ແຫຼ່ງຂໍ້ມູນ

ການຄົ້ນຄວ້າຕະຫຼາດໃນອະນາຄົດ - ລາຍງານຕະຫຼາດ Lithium Cobalt Oxide 2024

Grand View Research - ການວິເຄາະຂະໜາດຕະຫຼາດ LCO 2024-2030

ທຳມະຊາດນາໂນເທັກໂນໂລຍີ - ຕົ້ນກຳເນີດໂຄງສ້າງຂອງຄວາມແຮງສູງ-ຄວາມບໍ່ສະຖຽນຂອງແຮງດັນ (2021)

ວາລະສານວິສະວະກຳ - ສູງ-ແຮງດັນ ແລະ ໄວ-ການສາກ LCO Cathodes (ເດືອນມິຖຸນາ 2024)

ອົງການພະລັງງານສາກົນ - Electric Vehicle Outlook 2023-2024

RSC Sustainability - Upcycling LCO to NMC111 (ເມສາ 2024)

ມະຫາວິທະຍາໄລແບດເຕີຣີ - ປະເພດຂອງ Lithium-ແບດເຕີຣີໄອອອນ

Wikipedia - Lithium Cobalt Oxide (ອັບເດດເດືອນກໍລະກົດ 2025)