Чем Li-ion аккумуляторы отличаются от гелевых?

Аккумулятор (химический источник тока) является настоящим прорывом не только для всех видов промышленности, но и для повседневной жизни. Поэтому с каждым годом выпускаются все новые и новые виды аккумуляторов из разных веществ.

Особенно вопрос выбора актуален, когда речь идет о тяговых аккумуляторах для погрузочной (электроштабелеры, электропогрузчики, ричтраки) и поломоечной техники. Так как в этом случае речь идет не только о непрекращающемся процессе работы, но и о безопасности сотрудников.

Какой же аккумулятор лучше – гелевый или литий-ионный? Давайте разбираться.

1. Срок службы

Некоторые литий-ионные аккумуляторы имеют срок службы до 10 лет, в то время как гелевые работают в среднем около 3 лет.

2. Стоимость

Литий-ионные аккумуляторы значительно дороже гелевых и любых других батарей, имеющихся на рынке. Однако, можно сказать, что это практически единственный существенный его недостаток.

3. Максимальное количество зарядов

В этом аспекте литий-ионные батареи заметно выигрывают, так как количество циклов заряда-разряда ровно 3000, к сожалению, гелевые аккумуляторы сработают всего на 800 циклов при глубине заряда равной 80%.

При этом у li-on аккумуляторов отсутствует «эффект памяти», то есть нет необходимости полностью разряжать, а потом заряжать аккумулятор перед работой.

После разряда гелевые аккумуляторы необходимо полностью зарядить, чтобы они прослужили весь заявленный срок гарантии.

4. Безопасность и экологичность

Литиевые аккумуляторы абсолютно безопасны, так как не выделяют никаких вредных веществ в окружающую среду. Более того, их легко утилизировать, благодаря встроенной электронной защите, которая блокируется в экстренных ситуациях.

Гелевые аккумуляторы, в свою очередь, содержат вещество «силикагель». Оно представляет собой твердое вещество с множеством микропор, где и находится электролит.. Он является неопасным, но токсичным веществом.

5. Температура

Li-on аккумуляторы способны работать при температуре от 0 до +40 градусов, при этом гелевые батареи могут выполнять свои функции даже при отрицательных значениях.

6. Вес и размер

Еще одно преимущество литий-ионных аккумуляторов в том, что их вес практически в 3 раза меньше, чем у гелевых батарей.

7. Стоимость обслуживания

Стоимость обслуживания гелевого аккумулятора достаточно высока, тогда как литий-ионного практически равна нулю.

По многим показателям литий-ионные аккумуляторы выглядят лучше: их срок службы больше, чем у гелевых батарей, а количество циклов заряда-разряда намного превышает всех конкурентов-аналогов. Единственный аспект, который может заставить обратить внимание на гелевые аккумуляторы – это их стоимость. Они намного дешевле, чем литий-ионные представители. 

Литиевые тяговые аккумуляторы на 12-80 Вольт

Литий на замену свинцово-кислотным батареям — это реально!

Малый габарит и вес, количество циклов заряд-разряд, быстрый процесс заряда 2-4 часа против 8-10 часов, нет необходимости доливать воду в банки, не нужно отводить специальное помещение под заряд с хорошей вентиляцией — неоспоримые достоинства литиевых батарей. Но есть и «две ложки дегтя» — — это цена и это необходимость вместе с батареей заменить и зарядное устройство.

Устройство литиевых тяговых батарей.

Так же как и традиционные, свинцово-кислотные, литиевые батареи собираютсмя из элементов (ячеек). Даже если сравнивать свинцовые АКБ выполненные в виде моноблоков, внутри 3 или 6 независимых «банок» отсеков по 2 вольта каждый.
Элементы выпускаются двух видов: цилиндрические и призматические.
Для «легкой» тяги, которая находит применение питая электровелосипеды и скутеры, лодочные моторы, поломоечные машины малой производительности, инвалидные коляски, и малую самоходную складскую технику — используют элементы цилиндрического типа 18650 или 24560.
Для настоящей тяги — профессиональная уборочная техника, штабелеры, погрузчики, электротележки, транспортировщики паллет, ричтраки, грузовые электрокары, пассажирские прогулочные электромашины (гольф кары) — используют призматические элементы большой емкости.

По внешнему виду готовой батареи сложно понять какой тип элементов внутри, но наша рекомендация по надежности — это батареи из призматических элементов. Конструктивно они имеют меньшее количество элементов и как следствие, межэлементных соединений внутри, сами соединения болтовые, и более надежные, чем сварка, (на фото слева видны конструкции литиевых АКБ на разных элементах).

На фото видно, что при сборке из больших элементов, используются толстые перемычки из меди, которые выдерживают большие токи.

Литиевым батареям нужна защита по напряжению и току, только тогда они будут безопасными и долговечными!

Первым обязательным элементом в собранной батареи на любом типе элементов является электронная плата BMS (в переводе система управления батареей). Ее функции: контроль за процессом заряда/разряда ячеек аккумулятора. В случае если на одной из ячеек напряжение отклоняется от рекомендованного диапазона, силовые транзисторы на плате отключат аккумулятор от потребителя и/или зарядного устройства. Таким же образом происходит защита батареи от перегрузки или короткого замыкания. В BMS установлен один или несколько термодатчиков, для контроля за температурой внутри корпуса. Элементы цилиндрического типа при протекании через них токов более 10Cn нагреваются и если разряд длительный, необходимо предотвратить перегрев. У призматических ячеек отвод тепла намного лучше.

Плата BMS использует для управления процессом заряда и разряда электронные силовые ключи, которые имеют ограничения по мощности в зависимости от своей модели. Поэтому важно сопоставить мощность, снимаемую с батареи, мощность зарядного устройства, которым будет заряжаться АКБ с номинальной и максимальной мощностью батареи.

Кроме общих параметров тока и напряжения протекающих в батарее, вторым необходимым элементом является балансир. Это тоже одна или несколько плат, подсоединяющихся к каждой параллельной группе ячеек батареи, выравнивая разности скорости заряда группы. Небольшая неравномерность заряда объясняется разбросом в внутреннего сопротивления каждого элемента, заложенное на этапе производства, т.к. невозможно сделать два абсолютно одинаковых элемента, малая погрешность в технологическом процессе всегда есть. Разница даже в несколько сотых мОм приводит к дисбалансу, когда одни ячейки уже достигли необходимого напряжения, а остальные ещё продолжают заряжаться. В этом случае элементы могут заряжаться не полностью или перезарядиться, что приведет к снижению срока службы.

Балансиры бывают активные или пассивные. Пассивные проще и их цена ниже. Но и КПД заряда тоже ниже. Принцип действия заключается в шунтировании на резистивную нагрузку того элемента или группы элементов, которая уже получила полный заряд, в то время как другая продолжает заряжаться. Лишняя энергия рассеивается на шунте, превращаясь в тепло, что не желательно в закрытом корпусе. Если в батарее много последовательных групп, на пассивных балансирах могут рассеиваться десятки ватт тепла, поэтому батареи с этим типом балансиров желательно применять для работы техники с малой интенсивностью.

Современные активные балансиры. Более сложная схемотехника перераспределяет заряд между элементами таким образом, что энергия заряда уже заряженных элементов через дополнительные цепи поступает на недозаряженные элементы или группы. Это повышает КПД и снижает время заряда. Тепловыделение минимально.

Итог: кроме напряжения и емкости в параметрах литиевой батареи следует учитывать ее максимальную и номинальную мощность или ток. В случае превышения которого, BMS отключит батарею, т.к. изначально не была рассчитана на такую нагрузку. Традиционные свинцово-кислотные батареи с жидким электролитом таких жестких ограничений не имеют.

Можно ли считать литий безопасным источником питания?

Точный расчет токов разряда, качество самих элементов, качество электронных плат контроля, качество монтажа — от этого зависит главное — пожаро-взрыво безопасность. На сегодня технология LiFePo4 и является самой безопасной и эффективной при этом. При выборе батареи в первую очередь предпочтение надо отдавать заводам поставщикам с именем и компаниям, осуществляющим сборку «не на коленке».

Приведем надежных поставщиков и их продукцию, которая уже прошла проверку эксплуатацией на объектах:

Литиевые батареи для поломоечных машин — плюсы и минусы.

Особенности: Как правило батареи заказываются вместе с своим зарядным устройством, предназначенным для заряда лития. На корпусах есть индикация состояния заряда и степени разряда батареи. Индикация может быть выносной, для крепления на корпус машины.

• Быстрый заряд — скорость принятия заряда до 80% уровня заряженности 2-4 часа. Просто в обеденный перерыв можно поставить поломойку на промежуточный заряд, и пользоваться дальше. У литиевой технологии вынужденный промежуточный заряд батареи не снижает срока службы. Это удобно и позволяет отказаться от четкого графика заряда как у свинцово-кислотных батарей с жидким электролитом, недозаряд не приводит к сульфатации.
• Вес батареи меньше. Соответственно и расход энергии для передвижения поломоечной машины меньше, время работы — больше! Меньше вес, значит и нагрузка на механические части и колеса меньше — реже нужно менять расходку.
• Срок службы больше. Почти вся уборочная техника среднего класса использует гелевые АКБ (Sonnenschain, SIAP, Deka) ресурс этих батарей всего 600-700 циклов. Используя Литий, можно получить 2000-3000 циклов до замены батарей. Вместе с выше перечисленным, это хорошая экономия, даже при первоначальных высоких вложениях.

Модели аккумуляторов для уборочной и легкой складской техники43>

---

Литиевые батареи для электро каров, прогулочного и малого грузового электротранспорта.

Особенности: корпуса под батареи изготавливают с защитой от пыли, влаги и воды. Обязательна ручка для удобной переноски и силовой разъем.

• Прирост в скорости и резвости электро транспорта. За счет существенно меньшей просадки по напряжению под нагрузкой, литиевые батареи способны питать электродвигатели большим напряжением, соответственно увеличивая их крутящий момент. К примеру свинцовая батарея на 12 вольт садится до 10.5 в, в то время как литий минимум до 11.5 вольт.
• Возможность быстрого заряда по пути — достаточно найти розетку с напряжением 220 вольт и за пару часов уровень заряда возрастет до 60-80%, и можно продолжать путь. (конечно само ЗУ надо брать с собой).
• Вес батареи меньше. Соответственно и расход энергии на себя для передвижения электро машины меньше, пробег на одном заряде — больше! Возможность перевести больше груза.
• Срок службы больше. Используемые гелевые АКБ (Sonnenschain, SIAP, Deka) ресурс этих батарей всего 600-700 циклов. Используя Литий, можно получить 2000-3000 циклов до замены батарей. Вместе с выше перечисленным, это хорошая экономия, даже при первоначальных высоких вложениях.

Модели аккумуляторов для электротранспорта43>

• 60 v 52ah (по C2), 240 x 160 x 380 mm, тяговый, Литий (NMC)

• 60 v 32ah (по C2), 300 x 230 x 180 mm, тяговый, Литий (NMC)

• 60 v 20 ah (по C2), 236x196x153 mm, тяговый, Литий (NMC)

• 48 v 24 ah (по C2), 183x156x203 mm, тяговый, Литий (NMC)

---

Литиевые батареи для погрузчиков и штабелеров.

Особенности: изготавливаются на заказ, согласно габариту, весу и потребляемой мощности техникой. литиевые тяговые аккумуляторы.

• Емкость используется на все 100%. Поэтому емкость новой батареи при переходе с свинцово-кислотных на литий-ионные аккумуляторы может быть уменьшена на 20-30% без сокращения времени работы оборудования. Свинцовые АКБ не могут отдать всю емкость и их безопасно разряжать до 70-80%.
• Существенный плюс: не надо отводить отдельное помещение под зарядный комплекс, не надо проводить обслуживание (контроль и долив воды, уравнительный заряд, ведение журнала), можно не держать в штате специалиста-аккумуляторщика.
• Быстрый заряд и промежуточный заряд — главные плюсы мощных и дорогих литиевых батарей в классе тяжелой тяги. При интенсивном использовании складской техники это может служить превалирующим фактором при принятии решения о смене типа батарей.
• Малый вес батареи — недостаток, а не преимущество! Производители рассчитывают балансировку подъемной складской техники учитывая вес именно свинцовых батарей там где они штатно предусмотрены конструкцией. При замене на литиевые, недостаток веса обязательно должен быть скомпенсирован балластом, иначе погрузчик не возьмет вес груза на который он рассчитан.
• Расчетный срок службы больше всего в 2 раза! Используемые мощные и емкие свинцовые АКБ из PzS или PzB элементов выдерживают ресурс до замены 1300-1500 циклов. Литий обещает прослужить до 3000 циклов.
• Экологичность, свинцовые батареи в период зарядки, выделяют токсичные газы, которые необходимо удалять из зарядной комнаты при помощи вентиляции. Литиевые АКБ герметичны, и не наносят вред окружающей среде в период эксплуатации. НО!
• НО! После периода успешной эксплуатации батарею необходимо утилизировать и если свинец можно сдать на переработку и получить за это еще и деньги, то батарею на основе лития можно утилизировать только заплатив за это деньги (примерно 50 руб на 1 кг). Поэтому экологичность в этом вопросе под сомнением. Заводов по переработке всего два, и из старого лития новый сделать невозможно.

Отправить запрос на расчет литиевого АКБ для штабелера / погрузчика

---

Литиевые батареи предложили восстанавливать с помощью лимонной кислоты — Наука

ТАСС, 12 ноября. Американские химики создали новую методику для регенерации отработанных литиевых аккумуляторов. Для нее нужно примерно в десять раз меньше энергии, чем для уже существующие способов переработки подобных батарей. При этом в этой технологии не используются токсичные расходные материалы, вместо них – азот, вода и лимонная кислота. Статью с описанием методики опубликовал научный журнал Joule.

«Батареи с катодом на основе лития, железа и фосфата дешевы и долговечны, однако их переработка нерентабельна. Как и в случае с пластиком, сырье для производства этих аккумуляторов очень дешево, а расходы на его извлечение из отработавших батарей в прошлом были очень высокими», – рассказал один из авторов работы, доцент Калифорнийского университета в Сан-Диего (США) Чэнь Чжэн.

Литий-ионные аккумуляторы – основной источник питания для всех автономных электрических устройств, начиная со смартфонов и заканчивая межпланетными зондами и промышленными приборами. У них есть как плюсы, так и минусы. Среди последних – медленная скорость зарядки, взрывоопасность и низкая емкость, из-за которой ограничено производство и использование электромобилей.

Вдобавок запасов лития, кобальта и других элементов, которые используют для производства этих батарей, на планете не очень много. Их могут исчерпать еще до конца XXI века. Химики и физики давно пытаются решить эту проблему. С одной стороны, они пытаются заменить соли лития другими веществами, с другой – придумывают, как утилизировать изношенные аккумуляторы, чтобы использовать их как сырье для новых батарей.

Подобные методики пока используются не очень широко. Дело в том, что для них нужно большое количество энергии и других ресурсов, а также они в большой мере вредят окружающей среде. Поэтому около 97–98% литий-ионных аккумуляторов сейчас отправляют на свалки, где они накапливаются уже несколько десятилетий.

​​​​»Зеленая» переработка аккумуляторов

Калифорнийские химики сделали первый шаг к решению этой проблемы. Они придумали, как восстанавливать катоды аккумуляторов при относительно низких температурах, около 60-80 °С с помощью простых и дешевых реагентов – азота, воды, солей лития и лимонной кислоты.

Опыты ученых показали, что практически весь литий из отработанных батарей можно извлечь и затем восстановить их, размельчив катод и вымочив получившийся порошок в растворе солей лития и лимонной кислоты. После промывки и сушки восстановленный материал можно практически сразу ввести назад в батарею. При этом ее емкость и мощность будут прежними.

Добившись успеха в этом направлении, химики пытаются понять, как можно максимально эффективно организовать процесс переработки батарей с точки зрения логистики. Как только они это узнают, подобную методику восстановления аккумуляторов можно будет внедрять в промышленность.

NKON | Литиевые — Одноразовые батареи

Обширный выбор одноразовых литиевых батарей. От стандартных AA, AAA и CR123A до CR2, C и D. Батареи почти все в наличии на складе. Лучшие бренды выбраны для вас, такие как Duracell, Varta, Saft, Tadiran, Panasonic и многие другие.

• 1,50 €

  Добавить в корзину

• 12,60 €

  Добавить в корзину

• 2,45 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 1,25 €

  Добавить в корзину

• 0,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 1,65 €

  Добавить в корзину

• 1,05 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 2,65 €

  Добавить в корзину

• 1,25 €

  Добавить в корзину

• 1,25 €

  Добавить в корзину

• 1,25 €

  Добавить в корзину

• 0,75 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 2,45 €

  Добавить в корзину

• 0,75 €

  Добавить в корзину

• 0,65 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 0,99 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 0,75 €

  Добавить в корзину

• 1,45 €

  Добавить в корзину

• 1,95 €

  Добавить в корзину

• 4,45 €

  Добавить в корзину

• 3,95 €

  Добавить в корзину

• 30,95 €

  Добавить в корзину

• 11,95 €

  Добавить в корзину

• 5,99 €

  Добавить в корзину

• 5,95 €

  Добавить в корзину

• 4,85 €

  Добавить в корзину

• 4,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 4,75 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 5,45 €

  Добавить в корзину

• 4,95 €

  Добавить в корзину

• 4,75 €

  Добавить в корзину

• 2,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 1,75 €

  Добавить в корзину

• 2,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 2,95 €

  Добавить в корзину

• 3,45 €

  Добавить в корзину

• 5,25 €

  Добавить в корзину

• 2,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 2,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 1,95 €

  Добавить в корзину

• 4,45 €

  Добавить в корзину

• 1,18 €

  Добавить в корзину

• 4,95 €

  Добавить в корзину

• 2,75 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 4,45 €

  Добавить в корзину

• 4,45 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 1,15 €

  Добавить в корзину

• 22,50 €

  Добавить в корзину

• 0,99 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 1,05 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 1,75 €

  Добавить в корзину

• 1,15 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 2,25 €

  Добавить в корзину

• 1,45 €

  Добавить в корзину

• 1,15 €

  Добавить в корзину

• 1,25 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 3,15 €

  Добавить в корзину

• 5,45 €

  Добавить в корзину

• 6,95 €

  Добавить в корзину

• 6,50 €

  Добавить в корзину

• 9,45 €

  Добавить в корзину

• 7,95 €

  Добавить в корзину

• 5,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 6,35 €

  Добавить в корзину

• 5,75 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 6,75 €

  Добавить в корзину

• 14,95 €

  Добавить в корзину

• 5,35 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 10,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 1,45 €

  Добавить в корзину

• 1,95 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 6,95 €

  Добавить в корзину

• 0,75 €

  Добавить в корзину

• 1,25 €

  Добавить в корзину

• 9,25 €

  Добавить в корзину

• 3,45 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• Добавить в корзину

• 3,45 €

  Добавить в корзину

• 2,60 €

  Добавить в корзину

• Добавить в корзину

Доставка литиевых батарей | CHEMTREC

Доставка литиевых батарей с CHEMTREC

24/7 номер аварийного реагирования.

Ноутбук, мобильный телефон, часы, фотоаппараты. У всех, кого вы знаете, есть один из них, и, вероятно, он берет его с собой повсюду, не задумываясь. Эти продукты используют больше продуктов, чем когда-либо прежде. Однако при перегреве ионно-литиевых батарей это может привести к пожару, взрыву или утечке. Воздействие внешнего источника тепла также может привести к тому, что литий-ионные аккумуляторы выйдут из-под контроля. Из-за этих и других проблем безопасности литиевые батареи считаются опасными материалами, и те, которые перевозят литиевые батареи, должны соответствовать местным и международным нормативным требованиям по транспортировке.

По мере того как они становятся все более распространенными, частота случаев безопасности при транспортировке батарей также увеличивается. В действительности, Федеральное авиационное управление сообщило о значительном скачке в 30 происшествий от поставок ионно-литиевых батарей в период с 2015 по 2017 год.

Соответствует ли ваша компания новым правилам по доставке литиевых батарей? В противном случае вы подвергаетесь риску штрафов и штрафов, которые могут составить тысячи долларов за нарушение.

Транспортировка — это деликатный процесс.

Правила доставки литиевых батарей различаются в зависимости от вида транспорта — воздушный, наземный или судовой. Каждый из них имеет уникальный набор рекомендаций по безопасной и правильной доставке литиевых батарей.

Международные авиаперевозки имеют самые строгие правила. Автономные литиевые батареи разрешены только на грузовых воздушных судах для защиты пассажирских рейсов в случае пожара или взрыва. Неисправные или отозванные батареи не разрешается отправлять воздушным транспортом. Даже если батареи разрешены на грузовых рейсах, существуют правила, которые необходимо соблюдать. Например, батареи должны быть ниже 30-процентного заряда, чтобы грузить в грузовой самолет. Большинство компаний не имеют возможности проверить заряд каждой батареи, поэтому наземный и морской транспорт — лучший выбор.

Независимо от способа транспортировки, который вы используете, по-прежнему существует множество правил, которые ваша компания должна учитывать, если вы собираетесь отправлять литиевые батареи. Некоторые из них включают в себя:

• Требования к упаковке варьируются в зависимости от размера и количества батареи.
• Количество пакетов, которые могут отправляться одному и тому же получателю одновременно, ограничено.
• Правила документирования варьируются в зависимости от номинала аккумулятора или грамм.

Знаете ли вы эти правила и готовы ли вы их соблюдать? Готовы ли вы внести коррективы в свои методы при изменении правил?

Положитесь на экспертов.

CHEMTREC — это простой способ соблюдения правил безопасности при перевозке литиевых батарей. Оптимизируя процесс доставки и транспортировки литиевых батарей, мы обеспечиваем вам душевное спокойствие благодаря профессиональной поддержке. Мы устанавливаем критически важную связь между грузоотправителями, перевозчиками, аварийными службами и медицинским персоналом, специалистами-химиками и правоохранительными органами во время инцидентов, связанных с доставкой ионно-литиевых батарей.

Когда вы регистрируетесь в CHEMTREC, вы получаете номер телефона экстренного реагирования, который вы можете указать на своем Паспорта безопасности (ранее известный как паспорта безопасности материалов), отгрузочные документы, этикетки с маркировкой литиевой батареи и другие документы, указывающие на опасность, помогая вам соблюдать DOT США и международные правила отгрузки, Вы также получите доступ к широкому спектру услуг, включая доступ к медицинским специалистам, услуги по переводу языка, номера телефонов внутри страны для соответствия международным стандартам и многое другое.

CHEMTREC может помочь снизить риск и внутреннее бремя, чтобы ваша организация могла преуспеть и расти. Подписавшись на CHEMTREC, вы также получите доступ к нашему партнеру, LabelMaster, Вместе мы поставляем соответствующие маркировки и этикетки для отправлений, содержащих литиевые батареи.

Поскольку литиевые батареи используются в большем количестве продуктов, правила транспортировки будут продолжать развиваться. Отраслевые партнеры, такие как CHEMTREC, помогут держать вашу компанию в курсе этих сложных правил, касающихся опасных материалов, особенно ионно-литиевых батарей.

Что вы получаете с CHEMTREC?

• Номер экстренного контакта для ваших SDS, отгрузочных документов, меток и меток для хранения литиевых батарей
• Круглосуточная поддержка наших квалифицированных специалистов по чрезвычайным ситуациям
• Соответствие внутренним и международным нормам
• Немедленное уведомление обо всех инцидентах, связанных с вашими поставками
• Мгновенный доступ к медицинским работникам
• Неограниченное хранилище паспортов безопасности (SDS)
• Варианты обслуживания внутри зоны, вне зоны и глобального покрытия

Наша форма запроса предложения находится на обслуживании и скоро снова будет работать. Пожалуйста, напишите на [email protected], чтобы узнать расценки.

Запросить предложение

* Обязательно

Эта форма недоступна.

Возможно, вам придется отключить блокировщик объявлений или включить JavaScript в вашем браузере. Кроме того, вы должны предоставить явное согласие на определенные файлы cookie в соответствии с нашими Политика конфиденциальности.

Убедитесь, что JavaScript включен, затем нажмите сюда для отображения баннера согласия и нажмите «Разрешить все файлы cookie». Если вы решили разрешить все файлы cookie, пожалуйста, Обновить эту страницу для заполнения формы.

Подождите, пока форма загрузится.

 

Почему взрываются литиевые батарейки — BBC News Русская служба

2 сентября 2016

Автор фото, Getty Images

Компания Samsung остановила продажи смартфонов новой модели Galaxy Note 7, поступившей в продажу в августе, в связи с выявленными случаями воспламенения устройств при зарядке.

Решение Samsung является экстраординарным шагом даже для такой гигантской корпорации.

В заявлении компании говорится, что она установила наличие проблем с батареями, но никаких подробностей не приводится.

Однако известно, что если литиевая батарея заряжается слишком быстро, или в ней имеется дефект, это может приводить к возгораниям.

Компания утверждает, что среди 2,5 миллионов пользователей по всему миру зафиксировано всего 35 случаев возгорания смартфонов Galaxy Note 7.

Автор фото, Ariel Gonzalez

Подпись к фото,

Смартфон Galaxy Note 7 загорелся сразу после окончания цикла зарядки

Samsung применяет стандартные литиево-ионные батареи, которыми пользуется вся отрасль — что же делает их столь опасными?

Важно понимать особенности конструкции таких батарей. Они содержат катод, анод и литий.

Катод и анод разделяются органическим жидким электролитом и пористой мембраной-сепаратором.

Литий перемещается через поры этой мембраны между катодом и анодом.

Если батарея заряжается слишком быстро, происходит выделение большого количества тепла, а вокруг анода могут формироваться чешуйки из лития, что может приводить к короткому замыканию.

Автор фото, Getty Images

Другие дефекты, которые могут приводить к короткому замыканию, включают присутствие загрязнений в виде небольшого количества металла или миниатюрных отверстий в корпусе смартфона, которые возникают после нескольких зарядок в результате температурных деформаций.

Опасность возникает при изготовлении батарейных сборок, состоящих из 12 или большего числа отдельных батарей. Например, такие батареи используются в ноутбуках.

Существуют определенные симптомы, указывающие на то, что батарея приближается к концу отведенного ей срока службы. Например, ее корпус может начать вздуваться и трескаться.

Однако такие симптомы наблюдаются далеко не всегда. Но чрезмерный нагрев устройства в ходе зарядки может указывать на неполадки в работе батареи. С другой стороны, все смартфоны довольно заметно нагреваются в ходе зарядки.

Компания Samsung рекомендует немедленно избавляться от батарей, имеющих такие симптомы.

Литиевые аккумуляторы за последние десять лет подешевели почти в десять раз

Мы постоянно жалуемся на недостаточную ёмкость и дороговизну аккумуляторов, но за последние десять лет литиевые батареи стали дешевле почти в десять раз. Человек из 2010 года пришёл бы в восторг от цен на литийсодержащие аккумуляторы в 2020 году. И дело даже не в технологиях. Банально выросли объёмы производства. Правда, дальше темпы снижения цен существенно снизятся, о чём (и многом другом интересном) говорит свежая аналитика.

Согласно новому отраслевому исследованию BloombergNEF, средняя стоимость литийионного аккумулятора в 2020 году упала до $137 долларов за кВт·ч. Это снижение с 2019 года на 13 % с поправкой на инфляцию. Последние данные свидетельствуют о поразительном прогрессе за последнее десятилетие в области аккумуляторных технологий, при этом цены на комплекты с 2010 года снизились на 88 %.

Ёмкие доступные батареи будут иметь важное значение для отказа мировой экономики от ископаемого топлива. Литийионные батареи являются ключевой технологией для электромобилей. Они также необходимы для сглаживания перебоев в подаче электроэнергии ветряными электростанциями и солнечными батареями. До недавнего времени всё это имело мало смысла без существенных государственных субсидий и специальных «зелёных» тарифов. Но теперь всё меняется, и вскоре литийсодержащие аккумуляторы, точнее, снижение цен на них начнёт играть главную роль в смене тенденций в транспорте и генерации электричества.

Динамика снижения средних цен на литиевые аккумуляторы. Источник изображения: BloombergNEF

По оценкам BloombergNEF, к 2024 году цены на аккумуляторные батареи упадут до $100 долларов за кВт·ч. Это примерно уровень, необходимый для того, чтобы электромобили без субсидий стали конкурентоспособными по цене с обычными автомобилями на ДВС. Учитывая, что электромобили дешевы в зарядке и, вероятно, потребуют меньше обслуживания, чем обычный автомобиль, в течение следующего десятилетия они станут все более привлекательным вариантом для владельцев.

Решающий фактор в снижении цен на аккумуляторы аналитики BloombergNEF видят в расширении производства, а не в технологиях. Чем больше товара выпускается, тем он дешевле. По оценкам BloombergNEF, скорость снижения цен на аккумуляторы составляет около 18 % после каждого удвоения объёмов производства. Так, в период с 2010 по 2020 год объёмы производства литиевых аккумуляторов выросли в 264 раза! Увы, дальше расширять производство с такими темпами вряд ли выйдет. Поэтому в последующее десятилетие цены на батареи будут снижаться всё меньше и меньше.

К примеру, в период с 2018 по 2019 цены на батареи снизились на 13 % и ещё на 13 % с 2019 по 2020 год. Но даже это обещает, что цены на аккумуляторные батареи упадут до $58 за кВт·ч в 2030 году и до $44 за кВт·ч в 2035 году. Это тот уровень цен, когда электротранспорт станет привлекательнее обычного.

Все приведенные выше цифры усреднённые. Аналитики BloombergNEF имеют возможность сказать кое-что интересное по конкретным компаниям и регионам. В частности, батареи Tesla они оценивают в ещё меньшую сумму, чем в среднем на рынке, а именно — $115 за кВт·ч в 2020 году ($128 за кВт·ч в 2019 году). При этом, по оценкам BloombergNEF, в 2020 году на долю Tesla приходилось 25 % мирового рынка электромобилей.

Источник изображения: Hyundai Motor, Reuters

Но лидирует во всём Китай. В этой стране самые дешёвые в мире литиевые аккумуляторы, стоимость которых в 2020 году ниже $100 за кВт·ч (у некоторых производителей). И не удивительно. В Китае сосредоточено три четверти мировых производственных мощностей по производству аккумуляторов, а это объёмы и конкурентные цены.

Интересно, что самые низкие в мире цены были на большие аккумуляторные батареи, используемые в китайских электрических автобусах и коммерческих грузовиках. Средняя цена комплекта аккумуляторов для этих китайских автомобилей составляла $105 долларов за кВт·ч, по сравнению с $329 для электрических автобусов и коммерческих автомобилей в остальном мире. Это стало следствием политики властей, которые активно развивают производство коммерческого электротранспорта и инфраструктуру для его эксплуатации. Всем остальным остаётся только завидовать и брать пример с эффективных инициатив.

Если вы заметили ошибку — выделите ее мышью и нажмите CTRL+ENTER.

Из чего сделаны литиевые батареи и каковы их плюсы и минусы?

Литиевые батареи, впервые предложенные в 1970-х годах и производимые Sony в 1991 году, сейчас используются в мобильных телефонах, самолетах и ​​автомобилях. Несмотря на ряд преимуществ, которые привели их к все большему успеху в энергетической отрасли, литий-ионные аккумуляторы имеют некоторые недостатки и являются предметом многочисленных дискуссий.

А что такое литиевые батареи и как они работают?

Из чего сделаны литиевые батареи?

Литиевая батарея состоит из четырех основных компонентов. Он имеет катод, который определяет емкость и напряжение батареи и является источником ионов лития. Анод позволяет электрическому току проходить через внешнюю цепь, и когда батарея заряжена, ионы лития накапливаются в аноде.

Электролит состоит из солей, растворителей и добавок и служит проводником для ионов лития между катодом и анодом.Наконец, есть разделитель, физический барьер, разделяющий катод и анод.

Плюсы и минусы литиевых батарей Литиевые батареи

имеют гораздо более высокую плотность энергии, чем другие батареи. У них может быть до 150 ватт-часов (Втч) энергии на килограмм (кг), по сравнению с никель-металлогидридными батареями при 60-70Втч / кг и свинцово-кислотными батареями при 25Втч / кг.

У них также более низкая скорость разряда, чем у других, они теряют около 5% своего заряда за месяц по сравнению с никель-кадмиевыми (NiMH) батареями, которые теряют 20% за месяц.

Однако литиевые батареи также содержат горючий электролит, который может вызвать небольшие возгорания батарей. Именно это привело к печально известному возгоранию смартфонов Samsung Note 7, что вынудило Samsung свернуть производство и потерять 26 миллиардов долларов в рыночной стоимости. Следует отметить, что этого не произошло с крупномасштабными литиевыми батареями.

Литий-ионные батареи также дороже в производстве, поскольку их производство может стоить почти на 40% дороже, чем никель-кадмиевые батареи.

Конкуренты Литий-ионный аккумулятор

сталкивается с конкуренцией со стороны ряда альтернативных аккумуляторных технологий, большинство из которых находятся в стадии разработки.Одна из таких альтернатив — аккумуляторы, работающие на морской воде.

Разрабатываемые Aquion Energy, они состоят из соленой воды, оксида марганца и хлопка для создания чего-то, что производится с использованием «обильных, нетоксичных материалов и современных недорогих производственных технологий». По этой причине они являются единственными батареями в мире. сертифицированы по принципу «от колыбели до колыбели».

Подобно технологии Aquion, «Blue Battery» AquaBattery использует смесь соли и пресной воды, протекающей через мембраны для хранения энергии.Другие потенциальные типы батарей включают аккумуляторы Bristol Robotics Laboratory с питанием от мочи и литий-ионные аккумуляторы Калифорнийского университета в Риверсайде, в которых в качестве анода используется песок, а не графит, что приводит к созданию аккумулятора, который в три раза мощнее промышленного стандарта.

Связанные компании

L3 MAPPS

Симуляторы надежных электростанций для безопасной эксплуатации сегодня и завтра

28 августа 2020

АРНОЛЬД Группа

Изоляция газовых и паровых турбин

28 августа 2020

Dakota Lithium 12v 400Ah Off-Grid система питания для жилых автофургонов, лодок и кают

Емкость хранилища

200 ампер-часов (Ач).Литиевые батареи Dakota обеспечивают стабильную мощность в течение всех 200 ампер-часов. Аккумуляторы DL LiFePO4 имеют плоскую кривую напряжения, что означает, что они имеют стабильную выходную мощность при разрядке аккумулятора. Выходная мощность не будет резко падать, как батареи SLA аналогичного размера. Вы доливаете весь сок до последней капли.

Энергия

2,560 Вт-ч (Втч)

Клеммы

Клеммы F12 (ввинчиваемые стойки) с болтами M8.Легко адаптируется к различным потребностям подключения. (Максимальный крутящий момент 15 фунт-футов)

Размер

12,99 дюйма (330 мм) Д x 6,77 дюйма (172 мм) Ш x 8,66 дюйма (220 мм) В

Масса

31,9 фунта (14,5 кг). Это на 60% легче, чем батарея SLA.

Жизненные циклы (срок службы батареи)

До 80% емкости на 2000 циклов в рекомендуемых условиях. Типичный SLA состоит из 500 циклов.Литиевые батареи Dakota служат настолько долго, что их стоимость за одно использование меньше, чем у традиционных батарей.

Рабочая температура

Идеально подходит для тяжелых и тяжелых условий эксплуатации. Намного лучше, чем SLA или другие литиевые. -20’F мин., + 120’F макс. Оптимальные рабочие температуры (аккумулятор хорошо работает до -20’F). Избегайте зарядки ниже 32’F.

Разряд

200 А макс. Непрерывный, 400 А макс. Импульс 10 секундный импульс.Плоская кривая напряжения разряда обеспечивает на 75% большую емкость, чем у батареи SLA 100 Ач.

Заряд

50 А макс, рекомендуется 14 В макс, 15 В макс. В комплекте зарядное устройство, совместимое с LiFePO4. Зарядное устройство SLA может работать, но снизит производительность и срок службы аккумулятора.

Включает активную защиту BMS

Содержит схему, которая выполняет балансировку ячеек, отсечку низкого напряжения, отсечку высокого напряжения, защиту от короткого замыкания и защиту от высоких температур для повышения производительности и увеличения срока службы.

Зарядное устройство в комплекте

Зарядное устройство 2X 10A LiFePO4 в комплекте

НЕ для пусковых двигателей

Это 12-вольтовая батарея глубокого разряда. Не предназначен для запуска бензиновых двигателей.

КОНТРОЛЛЕР СОЛНЕЧНОГО ЗАРЯДА VICTRON SMARTSOLAR MPPT 75/15 в комплекте

Серия Smart Solar от Victron также включает интеллектуальный мониторинг Bluetooth, или с помощью оборудования для мониторинга серии GX пользователь может установить параметр зарядки и тип батареи (выбрать литиевую настройку для батарей DL), а также контролировать и записывать солнечную энергию.

VICTRON ENERGY BMV 712 SMART BATTERY MONITOR С BLUETOOTH в комплекте

Victron BMV Smart Battery Monitor — это мощный монитор батареи со встроенным Bluetooth для удаленного мониторинга и простой в использовании экран для ручных данных.

VICTRON MULTIPLUS C 12/2000 / 80-50 120V ИНВЕРТОР И ЗАРЯДНОЕ УСТРОЙСТВО включены

MultiPlus — это комбинированный инвертор и зарядное устройство в одном элегантном корпусе.Благодаря своей универсальности, программируемым настройкам и богатым функциям, мы пришли к выводу, что Multiplus является непревзойденным для автономных микро-функциональных возможностей, таких как фургоны, дома на колесах, лодки и автономные дома. Его многочисленные функции включают истинный синусоидальный инвертор, адаптивную зарядку, гибридную технологию PowerAssist, а также множество функций системной интеграции. Уникальный помощник по питанию обеспечивает безопасную зарядку с использованием генераторов, берегового питания или других источников питания, а функция бесперебойного энергоснабжения (ИБП) означает отсутствие простоев в случае сбоя питания (он плавно переходит на питание от батареи).Инвертор мощностью 2000 Вт позволяет использовать литиевые батареи Dakota 12 В для питания бытовой электроники, которая требует 120 В переменного тока (розетка в вашем доме), и имеет хороший размер для работы с телевизором среднего размера, стереосистемой, холодильником, небольшой кухонной техникой, компьютерами, или другая бытовая электроника.

ПАНЕЛЬ УПРАВЛЕНИЯ VICTRON DIGITAL MULTI CONTROL 200 / 200A ДЛЯ MULTIPLUS в комплекте

рекомендуется использовать как дополнение для Multiplus, поскольку оно позволяет устанавливать Multiplus вне поля зрения и использовать эту панель управления для управления настройками инвертора и зарядного устройства Multiplus.

Следующая крупная разработка в области литий-ионных аккумуляторов

«Обертывание» анодов в трехмерные углеродные нанолисты. Предоставлено: Корейский университет моря и океана.

Литий-ионные батареи (LIB), являющиеся возобновляемым источником энергии для электрических устройств или электромобилей, привлекли большое внимание как решение следующего поколения в области энергетики. Однако используемые сегодня аноды LIB имеют множество недостатков, начиная от низкой ионно-электронной проводимости и структурных изменений во время цикла заряда / разряда до низкой удельной емкости, которая ограничивает производительность батареи.

В поисках лучшего анодного материала д-р Джун Канг из Корейского морского и океанского университета вместе со своими коллегами из Пусанского национального университета, Республика Корея, разработал анод, который благодаря своим уникальным конструктивным особенностям преодолевает многие из существующие барьеры анодной эффективности. Доктор Канг объясняет: «Мы сосредоточились на селениде марганца (MnSe), доступном соединении переходного металла, известном своей высокой электропроводностью и применимостью в разработке полупроводников и суперконденсаторов, в качестве возможного кандидата на усовершенствованный анод LIB.«Однако MnSe претерпевает резкое изменение объема (почти на 160%) во время циклов зарядки-разрядки, что не только снижает производительность электрода, но и создает проблемы с безопасностью.

Стремясь предотвратить это изменение объема, вышеупомянутые исследователи разработали простой и недорогой процесс: они равномерно вливали наночастицы MnSe в трехмерную пористую матрицу углеродных нанолистов (или 3DCNM). В недавно разработанном анодном материале (который они назвали MnSe ⊂ 3DCNM) каркас из углеродных нанолистов наделил закрепленные наночастицы MnSe многочисленными преимуществами, такими как большое количество активных центров и увеличенная площадь контакта с электролитом, а также защита их от чрезмерного объема. расширение.

Исследователи смогли синтезировать различные материалы MnSe ⊂ 3DCNM. Среди них они обнаружили, что MnSe ⊂ 3DCNM-1.92 демонстрирует лучшую стабильность цикла и возможности скорости. В сочетании с оксидом лития-марганца (III, IV) (LiMn ₂ O ₄ , обычно используемый катодный материал) в полной ячейке, команда обнаружила, что MnSe ⊂ 3DCNM-1.92 заметно продолжал демонстрировать превосходные электрохимические свойства, в том числе превосходная кинетика переноса ионов лития и электронов.

Команда воодушевлена ​​потенциальными последствиями их достижения. Как объясняет д-р Канг: «Используя основу из проводящего наполнителя, мы разработали анод, который повышает производительность батареи, одновременно обеспечивая обратимое накопление энергии. Эта стратегия может служить руководством для других селенидов переходных металлов с большой площадью поверхности и стабильными наноструктурами. с приложениями в системах хранения, электрокатализе и полупроводниках ».

Наряду с этой новой разработкой в ​​области LIB, возможность реализации более зеленого будущего становится более яркой.

---

Распространение электромобилей на основе высокоэффективных недорогих натриево-ионных аккумуляторов.

---

Дополнительная информация: Литао Ю и др., Легкий синтез селенида марганца, закрепленного в трехмерной матрице углеродных нанолистов с улучшенными свойствами хранения лития, Chemical Engineering Journal (2021).DOI: 10.1016 / j.cej.2021.130243

Предоставлено Национальный корейский морской и океанский университет

Ссылка : «Обертывание» анодов в трехмерные углеродные нанолисты: следующий важный шаг в технологии литий-ионных аккумуляторов (2021, 22 июля) получено 25 июля 2021 г. из https: // techxplore.ru / news / 2021-07-anodes-3d-carbon-nanosheets-big.html

Этот документ защищен авторским правом. За исключением честных сделок с целью частного изучения или исследования, никакие часть может быть воспроизведена без письменного разрешения. Контент предоставляется только в информационных целях.

«1/10 стоимости литий-ионных»: Form Energy объявляет о коммерциализации железо-воздушной батареи

Примечание редактора: при такой нестабильности рынка будьте в курсе ежедневных новостей! Ознакомьтесь с нашим быстрым обзором сегодняшних новостей, которые необходимо прочитать, и мнениями экспертов.Подпишите здесь!

(Kitco News) — Бостонская компания Form Energy объявила в четверг о химическом составе аккумуляторных батарей для своего первого коммерческого продукта и о раунде финансирования серии D на 200 миллионов долларов, проводимом инновационным фондом ArcelorMittal XCarb ™.

Form Energy — первый коммерческий продукт — железно-воздушная аккумуляторная батарея. Форм сказал, что батарея способна обеспечивать электроэнергию в течение 100 часов при стоимости системы, конкурентоспособной с традиционными электростанциями, и менее чем в 10 раз дешевле литий-ионной.

Аккумуляторы

Form предназначены не для электромобилей, а для электросети. Устранение прерывистой подачи энергии из возобновляемых источников энергии является ключевым моментом в превращении солнечной и ветровой энергии в альтернативу другим формам энергии.

«Мы провели широкий обзор доступных технологий и заново изобрели железо-воздушную батарею, чтобы оптимизировать ее для многодневного хранения энергии для электросети. С помощью этой технологии мы преодолеваем самый большой барьер на пути к глубокой декарбонизации: делая возобновляемые источники энергии доступными. когда и где это необходимо, даже в течение нескольких дней экстремальных погодных условий или перебоев в электросети », — сказал генеральный директор Матео Харамильо в пресс-релизе.

Первый проект

Form Energy реализуется совместно с компанией Great River Energy из Миннесоты, расположенной недалеко от центра американского железного хребта.

Отказ от ответственности: Мнения, выраженные в этой статье, принадлежат автору и могут не отражать точку зрения Kitco Metals Inc. Автор приложил все усилия, чтобы обеспечить точность предоставленной информации; однако ни Kitco Metals Inc.и автор не может гарантировать такую ​​точность. Эта статья предназначена исключительно для информационных целей. Это не призыв к обмену товарами, ценными бумагами или другими финансовыми инструментами. Kitco Metals Inc. и автор этой статьи не несут ответственности за убытки и / или ущерб, возникшие в результате использования данной публикации.

Как переходные металлы дестабилизируют литий-ионные батареи с высокой плотностью энергии

Однако чем выше плотность энергии, тем выше вероятность теплового разгона, который представляет собой перегрев батарей, который иногда может привести к взрыву батареи.

Хотя ученые знают, что кислород, выделяемый из активного материала катода, является триггером теплового разгона, знания об этом процессе пока ограничены. Но после серии экспериментов японская группа смогла определить, что именно высоковалентные переходные металлы дестабилизируют решеточный кислород в материалах батарей на основе оксидов.

Выделение кислорода из материалов аккумуляторной батареи может привести к тепловому разгоне. (Изображение Такаши Накамура, любезно предоставлено Университетом Тохоку).

Чтобы прийти к такому выводу, они исследовали поведение выделения кислорода и соответствующие структурные изменения катодного материала для литий-ионных батарей LiNi1 / 3Co1 / 3Mn1 / 3O2 (NCM111).

NCM111 выступил в качестве модельного материала батареи на основе оксида посредством кулонометрического титрования и дифракции рентгеновских лучей.

Они обнаружили, что NCM111 допускает выделение 5 мол.% Кислорода без разложения и что высвобождение кислорода вызывает структурное разупорядочение, обмен Li и Ni.

Когда кислород высвобождается, он восстанавливает переходные металлы никель, кобальт и марганец в NCM111, тем самым уменьшая их способность сохранять сбалансированный заряд в материалах.

Используя мягкую рентгеновскую абсорбционную спектроскопию на BL27SU SPring-8 — крупномасштабной установке синхротронного излучения, управляемой JASRI, в Японии, они наблюдали избирательное восстановление Ni3 + в NCM111 на начальной стадии выделения кислорода. По окончании восстановления Ni содержание Co3 + уменьшалось, а Mn4 + оставалось неизменным в течение 5 мол.% Выделения кислорода.

По мнению группы, восстановительное поведение убедительно свидетельствует о том, что высоковалентный NI (Ni3 +) усиливает высвобождение кислорода.

Чтобы проверить эту гипотезу, исследователи подготовили модифицированный NCM111, содержащий больше Ni3 +, чем исходный NCM111.Они обнаружили, что NCM111 выделяет гораздо больше кислорода, чем ожидалось.

Основываясь на этом, команда предположила, что высоковалентные переходные металлы дестабилизируют кислород решетки в материалах батарей на основе оксидов.

«Наши результаты будут способствовать дальнейшему развитию батарей с высокой плотностью энергии и надежных батарей нового поколения, состоящих из оксидов металлов», — сказал Такаши Накамура, один из соавторов статьи, в заявлении для СМИ.

Литий-ионные батареи должны быть экологичнее и этичнее

Около 70% кобальта добывается в Демократической Республике Конго, где среди рабочих есть дети и семьи, а условия труда небезопасны.Предоставлено: Себастьян Мейер / Corbis News / Getty

.

Низкоуглеродное будущее зиждется на важной, но также проблемной технологии. Литий-ионные аккумуляторные батареи, которые уже широко используются в ноутбуках и смартфонах, станут сердцем электромобилей и многого другого. Они также необходимы для питания мировых электрических сетей, поскольку возобновляемые источники, такие как энергия солнца и ветра, по-прежнему не могут обеспечивать энергией 24 часа в сутки. По прогнозам отрасли, рынок литий-ионных аккумуляторов вырастет с 30 миллиардов долларов США в 2017 году до 100 миллиардов долларов США в 2025 году.

Но это увеличение само по себе не является бесплатным, поскольку Nature Reviews Materials исследовал в недавней серии статей. У литий-ионной технологии есть и обратные стороны — для людей и планеты. Добыча сырья, в основном лития и кобальта, требует большого количества энергии и воды. Кроме того, работа проводится на шахтах, где рабочие, в том числе дети в возрасте семи лет, часто оказываются в небезопасных условиях.

Директивным органам, лидерам отрасли и исследователям необходимо быстро смягчить эти проблемы, чтобы уменьшить непредвиденные последствия применения важной технологии.Одним из важнейших мероприятий, требующих дальнейшего изучения, является ускорение повторного использования аккумуляторов вместо или в дополнение к их переработке или утилизации на свалках.

Около одной трети мирового лития — основного компонента батарей — поступает из солончаков в Аргентине и Чили, где этот материал добывается с использованием огромного количества воды в засушливых районах. Литий аккумуляторного качества также можно производить, подвергая материал воздействию очень высоких температур — процесс, используемый в Китае и Австралии, — который потребляет большое количество энергии.Есть способы более устойчивого извлечения лития: например, в Германии и Великобритании пилотные проекты фильтруют литий из горячих рассолов под гранитными породами.

Кобальт — важная часть электрода батареи, но около 70% этого элемента находится только в одной стране: Демократической Республике Конго (ДРК). Около 90% кобальта в ДРК добывается на промышленных рудниках (90 000 тонн в год). Но в стране, где люди зарабатывают в среднем менее 1200 долларов в год, мировой спрос на кобальт привлек тысячи людей и малых предприятий, называемых горняками-кустарниками, а детский труд и небезопасные методы работы широко распространены.

Химики изучают способы замены кобальта более распространенными металлами, такими как железо или марганец (JV Laveda et al. Chem. Commun. 52 , 9028–9031 (2016); R. Sharpe et al. J. Am. Chem. Soc. 142 , 21799–21809; 2020). Но правозащитные группы, такие как Amnesty International, говорят, что это не должно отвлекать от очистки существующей промышленности ДРК, обеспечивая рабочие места в безопасных условиях.

Многие страны осознают, что добыча полезных ископаемых должна осуществляться ответственно и более рационально.Тем не менее, некоторые выступают за политику, особенно в отношении утилизации аккумуляторов, которая может оказать пагубное воздействие на окружающую среду.

Европейский Союз, например, требует, чтобы компании собирали батареи по окончании срока службы и либо использовали их повторно, либо демонтировали для переработки. Текущее требование состоит в том, чтобы собирать 45% использованных батарей в ЕС, но лишь немногие из них являются литий-ионными. Отчасти это связано с тем, что такие батареи часто встроены в устройства, которые они питают, и их трудно демонтировать, или сами устройства имеют ценность, а это означает, что они, вероятно, будут экспортированы для перепродажи и исчезнут из ЕС без уведомления.Между тем, ЕС рассматривает цель сбора аккумуляторов на 70% к 2030 году. Кроме того, он хочет, чтобы к 2030 году 4% лития в новых аккумуляторах, производимых в ЕС, было из переработанных материалов, а к 2035 году этот показатель возрастет до 10%.

Такие требования могут иметь непредвиденные последствия. По мере улучшения аккумуляторов они прослужат дольше. Но если ЕС потребует более высокий уровень собираемости платежей, компании могут почувствовать себя вынужденными вывести их из эксплуатации преждевременно — для достижения числового целевого показателя сбора — даже если у них еще может быть оставшийся срок полезного использования.

Точно так же могут быть неблагоприятные последствия для включения в литий-ионные батареи большего количества переработанного материала. Уже не хватает вторсырья. Таким образом, чтобы соответствовать новым правилам утилизации, европейским производителям может потребоваться импортировать переработанный материал, в частности из Китая, который вместе с Южной Кореей стал важным глобальным центром утилизации батарей. Это будет иметь значительный углеродный след. Также существует риск остановки производства аккумуляторов из-за недостатка переработанного материала.

Повторное использование батарей — одно из возможных решений, которое следует рассмотреть большему количеству стран — цель повторного использования еще не является частью предложения ЕС. Хотя батареи в конечном итоге полностью разряжаются, многие из них выводятся из эксплуатации, когда они просто становятся неэффективными для определенного использования, например, для питания автомобиля, но все еще имеют много жизни для менее интенсивных применений, таких как возобновляемые источники энергии. Storage, как пишут Анке Вайденкафф из Исследовательского института материалов им. Фраунгофера в Германии и ее коллеги (A.Weidenkaff et al. Nature Rev. Mater. 6 , 462–463; 2021 г.).

Без стимулов для повторного использования и перепрофилирования аккумуляторов сжигание аккумуляторов или их отправка за границу на переработку останется более экономичным. Необходим сдвиг в мышлении: ученые должны подумать о том, как материалы могут быть переработаны, повторно использованы и перепрофилированы при их разработке.

Аккумуляторы имеют решающее значение для низкоуглеродного будущего Земли. Все заинтересованы в том, чтобы они были чистыми, безопасными и экологически чистыми.

Примечание редактора: эта редакционная статья является первой из периодической серии о материалах и экономике замкнутого цикла, которая будет проводиться в течение 2021 года.

Пожар на бумажной фабрике Морриса, штат Иллинойс, горит второй день; Обеспокоенность по поводу литиевых батарей 200K требует продления приказа об эвакуации

MORRIS, Ill. (WLS) — Массовый промышленный пожар на заброшенной бумажной фабрике в Моррисе продолжал гореть второй день в среду после того, как вызвала эвакуацию не менее 1000 домов в Гранди Округ.

Облака черного ядовитого дыма поднялись в воздух после того, как около 200 000 литиевых батарей за ночь дали сильные взрывы.

Несмотря на достигнутый прогресс в борьбе с пожаром, официальные лица заявили, что приказ об эвакуации будет действовать до 21:00. Четверг из-за токсичных паров и дыма, исходящих из здания.

«Мы продвигаемся вперед в этом направлении», — сказала начальник Трейси Стеффес из Округа пожарной охраны и скорой помощи Морриса. «Из здания все еще выходит дым, но ничего подобного, как было сегодня утром.»

СМОТРЕТЬ: последнее обновление от официальных лиц Морриса.

Пожарные полагают, что тысячи фунтов лития сгорели за ночь, что позволило тяжелой технике оторвать части все еще горящего здания.

» Они взяли эту машину и разобрали фасад этого здания 150 футов сайдинга, которые позволили нам впервые заглянуть внутрь здания и с чем мы имели дело », — сказал Стеффес.

Все еще не решаясь добавить воду во взрывоопасные батареи, пожарные попробовали сухой химикат.

«Мы принесли более 1000 фунтов Purple-K и бросили его в огонь, надеясь, что сможем его убить и подавить», — сказал Стеффес. «Литиевый огонь посмеялся над Purple-K. Не повредил его».

Стеффес сказал, что местная бетонная компания привезет насос и 28 тонн сухого цемента, который будет использован для покрытия «проблемного места» горящих батарей. Батареи имеют глубину около 3 футов и занимают площадь около 30 на 40 футов.

«Мы собираемся покрыть это сухим портландцементом, чтобы потушить пожар, но мы используем воду для охлаждения батарей, поэтому, как только мы положим сверху портландцемент, мы надеемся, что он задушит. это «, — сказала Стеффес.

Стеффес сказал, что в течение дня он консультировался с экспертами о том, как тушить пожар, не создавая более серьезной экологической проблемы, чем он есть сейчас.

«Я надеюсь, что мы сможем задушить эту штуку в следующие два часа», — сказала Стеффес в среду вечером.

Пожар начался незадолго до 11:45 во вторник на старом предприятии Federal Paper Board в 900-м квартале на Ист-Бентон-стрит.

«Эти аккумуляторы могут быть размером от сотового телефона до чуть больше автомобильного.Когда они намокают, они замыкаются, воспламеняются и взрываются. Это проблема, с которой мы сталкиваемся, — сказал Стеффес. — Самая большая опасность, с которой мы сталкиваемся, — это дым и пары, а также газ от огня. Сильно ядовит и очень смертоносен ».

Мэр

Крис Браун заявил, что пожар усилился во вторник с ночи до утра среды, поскольку батареи продолжали взрываться.

СМОТРЕТЬ: Начальник пожарной части Морриса говорит, что бригады работают над тушением пожара. природы огня, им, возможно, придется позволить ему погаснуть самостоятельно.Но Стеффес заявила в среду, что департамент также использует другие агентства, чтобы попытаться найти способы потушить пожар.

Он сказал, что Моррис также обратился в пожарное управление Чикаго.

«Я не знаю на 100%, что хранилось в этом здании, только то, что они (компания) говорят мне», — сказал Стеффес. «Пока мы не сможем попасть туда и на самом деле увидеть, что там было, там может быть больше продукта, меньше продукта или другой продукт, о котором нам не сказали».

Мэр Браун сказал, что городу также не было известно об аккумуляторах.

СМОТРЕТЬ: Мэр Морриса говорит, что городские батареи, которые не знают, хранятся на складе, теперь горят.

«Насколько мы понимаем, мы не знали о батареях на складе и наткнулись на них только тогда, когда пожарные начали делать свою работу и заливать воду на склад. пожар; они приняли все необходимые меры предосторожности, чтобы убедиться, что все в безопасности и локализовано », — сказал он.

Взрыв Rockton Chemtool вызывает крупный пожар, задымление на химическом заводе; приказ об эвакуации в районе

Владелец здания Цзинь Чжэн сказал, что он был на месте через несколько минут после начала пожара, но не смог попасть внутрь.Он сказал, что густой черный дым, исходящий от здания, был вызван взрывами тысяч литиевых батарей, которые у него были внутри.

Чжэн сказал, что хранил запасы на складе площадью 70 000 квадратных футов, потому что он планировал открыть бизнес по производству солнечной энергии к концу года.

«Я должен извиниться», — сказал Чжэн.

Чжэн сказал, что в результате пожара он потерял свои сбережения. Он планировал получить страховку после открытия бизнеса. Он также планировал отремонтировать крышу здания позже на этой неделе и считает, что капля воды на батареи могла вызвать взрывы и возгорание.Вот почему пожарные не используют воду или пену для тушения пожара.

«Дело не в том, что возгорание литиевых батарей является новым, просто такое количество не наблюдалось, по крайней мере, здесь на региональном уровне», — сказал Стеффес.

Пожар во вторник произошел менее чем через месяц после сильного пожара на заводе по производству смазок Chemtool в Роктоне. Особые ресурсы, все еще находящиеся в зоне пожара, теперь используются в Моррисе.

Должностные лица эвакуировали юго-восточную часть Морриса, ограниченную Маршрутом 47 на западе, железнодорожными путями на севере, рекой на юге и Вашингтон-стрит на востоке до кладбища Эвергрин.

«Мы определили, что люди не вернутся в свои дома до тех пор, пока пожар не будет более контролируемым, если не полностью погашен», — сказала Мишель Пруин, департамент здравоохранения округа Гранди. токсичные химические вещества, возможно, просачиваются в воздух, семьи не выходят из домов по крайней мере еще на одну ночь.

«У нас нет одежды, у нас нет того, что нам нужно», — сказала эвакуированная Ана Луна. «В значительной степени мы просто ждем, чтобы увидеть.»

Семья Луны укрыта там, где она работает в соседнем отеле Holiday Inn. Она побежала домой и схватила своих детей во вторник в любой момент.

» У меня дома есть много вещей, которые мне нужны, но я не принесла это потому, что у меня не было достаточно времени, чтобы все упаковать «, — добавил Фабиан Луна.

Они делают все возможное, празднуя день рождения бабушки, свернувшись в гостиничном номере.

Агентство по охране окружающей среды штата Иллинойс отслеживает качество воздуха в нескольких местах. вокруг города. На данный момент они не планируют дальнейшую эвакуацию.В среду Стеффес заявил, что тесты на качество воздуха были «благоприятными».

В офисе шерифа округа Гранди заявили, что они помогают с реагированием и эвакуацией. Административное здание округа Гранди на 1320 Юнион-стрит используется как приемная.

Должностные лица просят жителей самостоятельно эвакуироваться, если они видят или чувствуют запах дыма, а затем сообщают, где это произошло.

«Это немного страшно, особенно потому, что мы не знаем, что попало в наш дом», — сказал эвакуированный житель Арели Соберано.

Жители, желающие сообщить о дыме или запахе или задать вопросы о приюте или инструкциях по эвакуации, могут позвонить по телефону 815-941-3408.

«Мы собираемся быть здесь надолго», — сказал Стеффес.

Красный Крест поставляет еду и воду более чем 300 службам быстрого реагирования, борющимся с огнем. Добровольцы Красного Креста также работают над созданием центра приема и приюта для эвакуированных в Первой христианской церкви, 455 W.