જ્યોત રેટાડન્ટ સામગ્રી શું છે?

મને ગયા મહિને ઓહિયોમાં એક પેક એસેમ્બલરનો ફોન આવ્યો. તેમના ગ્રાહક જાણવા માગતા હતા કે તેઓએ લિથિયમ સેલ સ્ટોર કરવાનું શરૂ કર્યા પછી તેમનો વેરહાઉસ વીમો શા માટે 40% વધ્યો. અન્ડરરાઇટરે થર્મલ રનઅવે ટાંક્યું. એસેમ્બલરે મને પૂછ્યું કે તે તેમને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સલામતી વિશે શું કહી શકે છે. મેં તેને તે જ કહ્યું જે હું દરેકને કહું છું. તમારા કોષોમાં કાર્બોનેટ સોલવન્ટ બળી જશે. પ્રશ્ન એ છે કે તમે તેના વિશે શું કરો છો.

ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સેલના વજનના કદાચ 10-15% બનાવે છે. ઇથિલિન કાર્બોનેટ, ડાઇમેથાઇલ કાર્બોનેટ, ઇથિલ મિથાઇલ કાર્બોનેટ. આ વર્કહોર્સ છે. તેઓ લિથિયમ ક્ષારને સારી રીતે ઓગાળે છે. તેઓ આયનોને ઝડપથી આગળ વધવા દે છે. તેમની પાસે 30-40 ડિગ્રી રેન્જમાં ફ્લેશ પોઇન્ટ પણ છે. પંચર થયેલ પાઉચ સેલ એક મિનિટમાં આંતરિક રીતે 200 ડિગ્રી સુધી પહોંચી શકે છે. ગણિત જટિલ નથી.

2003 ની આસપાસ બેટરી ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સમાં ફોસ્ફરસ સંયોજનો દેખાયા હતા. ટ્રાઇમેથાઇલ ફોસ્ફેટ એ સૌપ્રથમ હતું જેને લોકોએ ગંભીરતાથી પ્રયાસ કર્યો હતો. જ્યારે તે ગરમ થાય છે ત્યારે તે પીઓ રેડિકલને મુક્ત કરીને કામ કરે છે. તે રેડિકલ જ્યોતની આગળથી હાઇડ્રોજનને પકડે છે અને કમ્બશન ચેઇન રિએક્શનને બંધ કરે છે. તમે સ્વયં બુઝાવવાનો સમય -ગ્રામ દીઠ 50+ સેકન્ડથી ઘટાડીને એક અંકમાં કરી શકો છો. ટ્રેડઓફ સ્નિગ્ધતા છે. ફોસ્ફેટ્સ ઇલેક્ટ્રોલાઇટને જાડું કરે છે. આયન વાહકતામાં ઘટાડો. તમે દર ક્ષમતા ગુમાવો છો.

સેલ સોર્સિંગ કંપનીઓ માટે, તમારા પૂછવાલિથિયમ બેટરી પેક ઉત્પાદકઇલેક્ટ્રોલાઇટ ફોર્મ્યુલેશન વિશે હવે પ્રમાણભૂત પ્રથા હોવી જોઈએ. 2020 થી લેન્ડસ્કેપ બદલાઈ ગયો છે. ચાઈનીઝ સેલ નિર્માતાઓ હવે ફોસ્ફેટ-એસ્ટર મિશ્રણો સાથે ઉત્પાદનો મોકલે છે જે પાંચ વર્ષ પહેલાં જાપાનીઝ કોષો કરતાં બમણી કિંમતે વેચાતા હતા તે જ ફ્લેમ સ્પેક્સને હિટ કરે છે. ઝાંગજિયાગાંગ ગુઓટાઈ-હુઆરોંગ ઘણા મોટા સેલ ઉત્પાદકોને ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સપ્લાય કરે છે. સલામતી સુધારણા નીચે તરફ આગળ વધી છે.

ફ્લોરિનેટેડ સંયોજનો પાછળથી આવ્યા. હાઇડ્રોફ્લોરોઇથર્સ. FEC અને FEMC જેવા ફ્લોરિનેટેડ કાર્બોનેટ. પરમાણુ બેકબોન પર ફ્લોરિન પરમાણુ ફોસ્ફરસ કરતા અલગ રીતે આમૂલ પ્રચારને વિક્ષેપિત કરે છે. પરિણામો સારા છે. ખર્ચો નથી. ફ્લોરિનેટેડ સામગ્રી હજુ પણ 3-5x ચાલે છે જે તમે પ્રમાણભૂત કાર્બોનેટ માટે ચૂકવો છો. હું એવા લોકોને જાણું છું કે જેઓ તેમની સામગ્રીના બિલનો નાશ કર્યા વિના સલામતી થ્રેશોલ્ડ પર પહોંચવા માટે તેમને 5-10% પર નિર્દિષ્ટ કરે છે.

આયોનિક પ્રવાહીને 2015-2018 ની આસપાસ ઘણું દબાવવામાં આવ્યું. નજીક-શૂન્ય વરાળ દબાણ. કોઈપણ સામાન્ય દુરુપયોગની સ્થિતિ હેઠળ સળગાવશે નહીં. મેં મુન્સ્ટરમાં એક પ્રયોગશાળાની મુલાકાત લીધી જે છ વર્ષથી તેમના પર કામ કરી રહી હતી. સંશોધકે મને એવા કોષો બતાવ્યા જે વેન્ટિંગ વિના 200 ડિગ્રી બાહ્ય ગરમીમાં ટકી રહે છે. તેણે મને એમ પણ કહ્યું કે તેઓ આયનીય પ્રવાહી માટે €85/kg ચૂકવે છે. વાણિજ્યિક EC/DMC મિશ્રણની કિંમત €4/kgથી ઓછી છે. અર્થશાસ્ત્રે તેને ઓટોમોટિવ માટે મારી નાખ્યો. કેટલીક એરોસ્પેસ એપ્લિકેશનો તે ખર્ચને શોષી શકે છે. મોટા ભાગના કરી શકતા નથી.

જેલ પોલિમર ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ એક અલગ અભિગમ લે છે. તમે પ્રવાહી તબક્કાને પોલિમર મેટ્રિક્સમાં ફસાવો છો. PVDF{{2}HFP સામાન્ય છે. કેટલાક જૂથો ફોસ્ફરસ સીધું પોલિમર બેકબોનમાં બનાવે છે. જ્યોત મંદતા માળખાકીય બને છે. ક્વિન્ગદાઓ યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ ગયા વર્ષે ફોસ્ફેઝીન સાઇડ ચેઇન સાથે પોલિમાઇડ સિસ્ટમ્સ પર કામ પ્રકાશિત કર્યું હતું. સ્વ-5 સેકન્ડની અંદર ઓલવવાનો સમય. ડેંડ્રાઇટ વૃદ્ધિને ધીમું કરવા માટે પૂરતી ઊંચી યાંત્રિક શક્તિ. પડકાર ઉત્પાદન છે. જેલ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સનું રોલ-થી{13}}રોલ કોટિંગ લિક્વિડ ફિલિંગ જેટલું પરિપક્વ નથી.

મૂલ્યાંકન કરતી વખતે એકસ્ટમ લિથિયમ બેટરી સપ્લાયરઔદ્યોગિક એપ્લિકેશનો માટે, સલામતી વિશે ચોક્કસ પ્રશ્નો પૂછો. તમારા ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ફોર્મ્યુલેશનનો SET શું છે? તમે જ્યોત રેટાડન્ટ એડિટિવની કઈ સાંદ્રતાનો ઉપયોગ કરો છો? શું તમે શંકુ કેલરીમેટ્રી ડેટા પ્રદાન કરી શકો છો? કેટલાક સેલ નિર્માતાઓ આ માહિતી શેર કરશે. અન્ય લોકો તેને માલિકી તરીકે માને છે. પ્રીમિયમ બ્રાન્ડ્સ સામાન્ય રીતે તેમના પ્રમાણભૂત ઓટોમોટિવ કોષોમાં વજન દ્વારા 12-18% ફોસ્ફેટ-આધારિત ઉમેરણ ચલાવે છે.

ઇન્ડસ્ટ્રી ફ્લેમ રિટાર્ડન્સીની ઘણી રીતે પરીક્ષણ કરે છે. સ્વયં ઓલવવાનો સમય એ ઝડપી સમય છે. તમે નમૂનાને સળગાવો અને ઇગ્નીશન સ્ત્રોતને દૂર કર્યા પછી તે કેટલો સમય બળે છે. ઓક્સિજન ઇન્ડેક્સને મર્યાદિત કરવાથી કમ્બશનને ટકાવી રાખવા માટે જરૂરી ન્યૂનતમ O2 સાંદ્રતા જણાવે છે. UL 2054 અને IEC 62133 ફિનિશ્ડ સેલ માટે પાસ/ફેલ માપદંડ સેટ કરે છે. ચાઇનાના GB 38031-2020 ને થર્મલ પ્રચાર પેકમાં નજીકના કોષો સુધી પહોંચે તે પહેલાં 5 મિનિટની ચેતવણી સમયની જરૂર છે. તે સ્પેકને પૂર્ણ કરવા માટે ઘણીવાર જ્યોત રિટાડન્ટ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સની જરૂર પડે છે.

યાદોએ આ મુદ્દાને આગળ ધકેલી દીધો. GM એ 2021 થી શરૂ થતા 140,000 બોલ્ટ ઇવી પાછા ખેંચ્યા. હ્યુન્ડાઇએ કોના ઇલેક્ટ્રિક્સને પાછા બોલાવ્યા. ફોર્ડે વીજળીના ઉત્પાદનમાં વિલંબ કર્યો. મૂળ કારણો વિવિધ છે. કેટલાકમાં મેન્યુફેક્ચરિંગ ખામી હતી. કેટલાક સેલ ડિઝાઇન મુદ્દાઓ હતા. તે બધાએ OEM ખરીદી વિભાગોને સખત પ્રશ્નો પૂછ્યા. કોઈપણલિથિયમ બેટરી OEM ભાગીદારઓટોમોટિવ માટે લાયક બનવાનો પ્રયાસ કરતા હવે થર્મલ સેફ્ટી ડોક્યુમેન્ટેશન પર તેઓ 2019 કરતા વધુ તપાસનો સામનો કરે છે.

સામગ્રી ખર્ચ પાયે વાસ્તવિક નાણાં ઉમેરે છે. સેલ ફોર્મેટ અને લોડિંગના આધારે 60 kWh ઓટોમોટિવ પેકમાં આશરે 40-50 કિલો ઇલેક્ટ્રોલાઇટ હોય છે. $15/kg વધારાના ખર્ચે 15% ફ્લેમ રિટાર્ડન્ટ ઉમેરવાનો અર્થ છે $90-110 પ્રતિ પેક. ચાઇના બહારના સૌથી સસ્તા LFP પ્રિઝમેટિક કોષો માટે સેલ-લેવલ ખર્ચ $100/kWh થી નીચે આવી ગયો છે. તે જ્યોત રેટાડન્ટ સેલ ખર્ચના લગભગ 1.5% રજૂ કરે છે. પ્રાપ્તિ ટીમો kWh દીઠ પેનિસ વિશે દલીલ કરે છે. આ પેનિસ નથી.

સાથે સંબંધો બાંધતી કંપનીઓ માટેલિથિયમ બેટરી મોડ્યુલ એસેમ્બલી પ્રદાતા, ઇલેક્ટ્રોલાઇટ સ્પષ્ટીકરણ ઘણીવાર પ્રારંભિક ચર્ચાઓમાં અવગણવામાં આવે છે. લોકો ક્ષમતા, ચક્ર જીવન, C-દર પર ધ્યાન કેન્દ્રિત કરે છે. ફ્લેમ રિટાર્ડન્સી પછીથી દેખાય છે, સામાન્ય રીતે જ્યારે અંતિમ ગ્રાહક સુરક્ષા દસ્તાવેજો માટે પૂછે છે. ત્યાં સુધીમાં સેલ ડિઝાઇન લોક થઈ જાય છે. અલગ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ ફોર્મ્યુલેશનને રિટ્રોફિટ કરવાથી અવબાધ, ક્ષમતા અને વૃદ્ધત્વની લાક્ષણિકતાઓ બદલાઈ શકે છે. અગાઉથી સ્પષ્ટ કરવા માટે વધુ સારું.

સંશોધન પાઈપલાઈનમાં રસપ્રદ કામ છે. સ્થાનિક ઉચ્ચ-કેન્દ્રીકરણ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ ફોસ્ફેટ સોલવન્ટ્સનો ઉપયોગ કરે છે જે બિન-જ્વલનશીલ ફ્લોરિનેટેડ ઇથર્સ સાથે ભળે છે. તમને પરંપરાગત કાર્બોનેટની સ્નિગ્ધતા અને વાહકતા સાથે ફોસ્ફેટ્સની જ્યોત મંદતા મળે છે. Argonne આ પર પ્રકાશિત કરી છે. ચીનમાં કેટલાક યુનિવર્સિટી જૂથો વિવિધતાઓ પર કામ કરી રહ્યા છે. ઓટોમોટિવ ગ્રેડ માટે વાણિજ્યિક ઉપલબ્ધતા કદાચ 2-3 વર્ષ છે.

સોલિડ-સ્ટેટ કોષો જ્વલનશીલતાની સમસ્યાને સંપૂર્ણપણે હલ કરશે. સિરામિક અને સલ્ફાઇડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ બળતા નથી. તેઓ હજુ સુધી ઓટોમોટિવ ઉત્પાદન સ્કેલ પર અસ્તિત્વમાં નથી. CATL, Samsung SDI, Toyota, અને QuantumScape બધાએ તાજેતરની ઘોષણાઓમાં તેમની નક્કર-સમયરેખાને 2-4 વર્ષ સુધી આગળ ધપાવી છે. કોઈપણલિથિયમ બેટરી સલામતી ઉકેલો પ્રદાતાતમને જણાવશે કે મોટાભાગની એપ્લિકેશનો માટે ઓછામાં ઓછા 2028 સુધી ફ્લેમ રિટાડન્ટ લિક્વિડ ઇલેક્ટ્રોલાઇટ્સ વ્યવહારુ જવાબ રહે છે.

મેં વિવિધ ભૂમિકાઓમાં આ સમસ્યા પર કામ કરવામાં પંદર વર્ષ વિતાવ્યા. ટેક્નોલોજીમાં સુધારો થયો છે. ખર્ચમાં ઘટાડો થયો છે. સેલ ફાયર હજુ પણ થાય છે. તેઓ દસ વર્ષ પહેલાં કરતાં ઘણી વાર ઓછી થાય છે, અને કોષો આજે કોષો કરતાં વધુ ઊર્જા સંગ્રહિત કરે છે. ઉદ્યોગ યોગ્ય દિશામાં આગળ વધ્યો. હજુ વધુ કામ કરવાનું છે.