Альтернативная энергетика и энергосбережение
1,434,128
7,393
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 15 дек 2017 16:49:54 |
алюминий-ионные аккумуляторы
новая дискуссия Дискуссия 289
до перемоги еще ой как далеко.
во-первых достижимая сейчас для алюминий-ионных батареек емкость далеко не такая, как у литий-ионных, скорее как у литий-титанатных, хотя теоретический предел в 2,5 раза выше поскольку у алюминия три валентных электрона в то время, как у лития только один.
во-вторых количество циклов меньше, чем у литий-титанатных.
в-третьих, разница в стоимости базовых материалов не является определяющей для конечной стоимости продукта. основные расходы - технологические. если эта батарейка в массовом производстве будет дешевле на 25%, то это уже будет хорошо. на большее надеятся не стоит. и ни какой речи о "в 300 раз меньше" и близко не идет.
единственно реальным преимуществом является распространенность алюминия
стоимость самого лития в конечной стоимости батарейки не такая уж высокая.
в 18650 батарейке 1,5 г лития по цене 6 долларов за кг = 0,9 центов
для сравнения - там же 12 г кобальта по цене 60 долларов за кг = 72 цента
именно замена кобальта позволяет существенно снизить стоимость батарейки, но не более чем на 20%, поскольку даже если сложить стоимость всех материалов, то набежит не больше 1 доллара при оптовой цене 3 доллара за банку.
как-то так.
во-первых достижимая сейчас для алюминий-ионных батареек емкость далеко не такая, как у литий-ионных, скорее как у литий-титанатных, хотя теоретический предел в 2,5 раза выше поскольку у алюминия три валентных электрона в то время, как у лития только один.
во-вторых количество циклов меньше, чем у литий-титанатных.
в-третьих, разница в стоимости базовых материалов не является определяющей для конечной стоимости продукта. основные расходы - технологические. если эта батарейка в массовом производстве будет дешевле на 25%, то это уже будет хорошо. на большее надеятся не стоит. и ни какой речи о "в 300 раз меньше" и близко не идет.
единственно реальным преимуществом является распространенность алюминия
стоимость самого лития в конечной стоимости батарейки не такая уж высокая.
в 18650 батарейке 1,5 г лития по цене 6 долларов за кг = 0,9 центов
для сравнения - там же 12 г кобальта по цене 60 долларов за кг = 72 цента
именно замена кобальта позволяет существенно снизить стоимость батарейки, но не более чем на 20%, поскольку даже если сложить стоимость всех материалов, то набежит не больше 1 доллара при оптовой цене 3 доллара за банку.
как-то так.
ОТВЕТЫ (20)
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 18 дек 2017 01:43:04 |
Цитата: Фёдор144 от 15.12.2017 16:49:54
на этом все достоинства и заканчивают и начинаюцо суровый будни - масса в 4 раза больше лития, радиус в два раза больше, электродный потенциал на 2 вольта ниже литиевого...
Цитатаво-вторых количество циклов меньше, чем у литий-титанатных.
в-третьих, разница в стоимости базовых материалов не является определяющей для конечной стоимости продукта. основные расходы - технологические. если эта батарейка в массовом производстве будет дешевле на 25%, то это уже будет хорошо. на большее надеятся не стоит. и ни какой речи о "в 300 раз меньше" и близко не идет.
а технологические определяют огромными объемами земляных работ, перекачкой десятков миллионов тонн пары, коррозия всего металлического в хлоридных системах, 3-4 перечистки с выпариванием рапы, захоронением нахер никому не нужных хлоридов сульфатов кальция, получение десятков тысяч тонн соды, и очищенной от натрия воды для промывки.... Это сейчас когда потребности десятки тысяч тонн- в перспективе когда счёт пойдет на миллионы - это ещё и выписка океанских вод на 4 порядка выше чем масса лития...дык вот если все эти мелочи нахер откинуть - то таки да сам литий почти бесплатный
Подробности современных методов получения лития можно здесь посмотреть
http://www.findpaten…83283.html
Цитатаединственно реальным преимуществом является распространенность алюминия
Цитата: Фёдор144 от 15.12.2017 16:49:54
А сколько сейчас известно месторождений кобальта....га? И какое содержание полезного элемента?
|
small__virus ( Слушатель ) |
| 18 дек 2017 13:29:58 |
И?...
Если учесть, что там лития... кот наплакал. Остальное тот же самый алюминий, медь. А еще большая часть веса - это защита самого аккумулятора.
Опять же, то, что напряжение не 3,4 вольта, а 1,4 - вообще-то, не критично.
Роль играет емкость и ток.
Количество меньше, чем у литий-титаната, и?... Литий-ион то все равно переплевывает.
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 18 дек 2017 20:43:27 |
Токмо переносчиом заряда является не медь с люмением, а такий литий - легкий и очень небольшой ион...АВ теперь я увесь обратилсо в слух и жду офуительную историю об ионе люмения ... Звыняюсь а чем по вашему мнению определяется предельный ток электрохимической ячейки...
|
|
small__virus ( Слушатель ) |
| 19 дек 2017 10:50:22 |
А чем люминий не нравиться то?
6 г лития дают 1 фарадей электричества при потенциале 3 В
9 г алюминия дают 1 фарадей электричества при потенциале 2 В
Минус кобальтовые. Минус самовозгорание, и как следствие, минус вес мощной защиты аккумулятора, коей, по весу, наверное, не меньше половины (лень 18650 расковыривать и взвешивать).
Тем паче, что алюминиевый еще на стадии разработки, а у кое-кого, не будем показывать пальцами, уже начинает....
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 19 дек 2017 17:06:28 |
Внимательно прочитай мой первоначальный пост
Цитата
6 г лития дают 1 фарадей электричества при потенциале 3 В
9 г алюминия дают 1 фарадей электричества при потенциале 2 В
Минус кобальтовые. Минус самовозгорание, и как следствие, минус вес мощной защиты аккумулятора, коей, по весу, наверное, не меньше половины (лень 18650 расковыривать и взвешивать).
Звыняюсь а где вы собираетесь хранить химическую энергию... В случае лития это перезод из двух в трехвалентное состояния переходного металла катода (Ni, Co, Fe? Ti, Mn)... А в случае люмения ?
Цитата
Тем паче, что алюминиевый еще на стадии разработки, а у кое-кого, не будем показывать пальцами, уже начинает....
Кхе-кхе... тут каждый день кто-то делает очередное горомогласное заявления-копипаст о том, что где-то в разработке и уже на подходе очередное избавление челавека от нефтегазовой иглы...
|
|
small__virus ( Слушатель ) |
| 20 дек 2017 07:07:47 |
Вообще-то, электроды в литий-ион - это люминь и медь.
А вот то, что на катоде - там целая куча вариаций.
А по тому, что есть в открытом доступе, у алюминия мучают алюминий-графит.
ЦитатаКхе-кхе... тут каждый день кто-то делает очередное горомогласное заявления-копипаст о том, что где-то в разработке и уже на подходе очередное избавление челавека от нефтегазовой иглы...М-м-м-м... давайте не трогать "кто-то где-то", а смотреть на конкретику.
За "кто-то где-то" я ответственности, как бы, не несу.
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 20 дек 2017 08:25:03 |
Ещё раз спрашиваю чем определяецо ток (максимальный) в электрохимической ячейке? В каком месте я спрашивал о материале электродов?
Цитата
А вот то, что на катоде - там целая куча вариаций.
А по тому, что есть в открытом доступе, у алюминия мучают алюминий-графит.
М-м-м-м... давайте не трогать "кто-то где-то", а смотреть на конкретику.
За "кто-то где-то" я ответственности, как бы, не несу.
Конкретика - это серийный выпуск устройств. Думаю что вам тут вообще нечем похвастать...а о революционных бурях в стакане я слышу каждый день
|
|
small__virus ( Слушатель ) |
| 20 дек 2017 13:33:19 |
Цельными двумя параметрами.
1. Скоростью химической реакции.
2. Площадью электродов. Точнее, там несколько по другому, но сойдет для понимания процесса.
А шо-то не то?...
Цитата В каком месте я спрашивал о материале электродов?Зато я спрашиваю, а чем вам алюминиевый аккумулятор не угодил?
ЦитатаКонкретика - это серийный выпуск устройств. Думаю что вам тут вообще нечем похвастать...а о революционных бурях в стакане я слышу каждый деньА я собираюсь хвастать?...
А что такая резкая неприязнь, а? Не ко мне, а к аккумулятору.
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 21 дек 2017 08:46:52 |
Удивительный по емкости и полноте ответ...А дозвольте мине спросить, а чем таки определяется скорость электрохимической реакции с разделенными в рпространстве электродами...
Цитата
А шо-то не то?...
Зато я спрашиваю, а чем вам алюминиевый аккумулятор не угодил?
А я собираюсь хвастать?...
А что такая резкая неприязнь, а? Не ко мне, а к аккумулятору.
У меня нет неприязни к люмению...у меня есть недопонимание как вы литий люмением собрались заменить - коль литий критически важный элемент электрохимической ячейки, позволяющий создавать высокую удельную мощность...кабы вы тут меняли литий на протон, ну в самом крайнем случае на натрий (да и то весьма сомнительно), я бы еще подумал вступать ли в разговор
|
|
small__virus ( Слушатель ) |
| 21 дек 2017 10:37:24 |
Понятия не имею.
Более того, по характеру моей работы мне это нафиг не надо.
ЦитатаУ меня нет неприязни к люмению...у меня есть недопонимание как вы литий люмением собрались заменить - коль литий критически важный элемент электрохимической ячейки, позволяющий создавать высокую удельную мощность...кабы вы тут меняли литий на протон, ну в самом крайнем случае на натрий (да и то весьма сомнительно), я бы еще подумал вступать ли в разговорЛитий люминием не меняется. Под люминий разрабатываются свои составы.
|
Zkvxz ( Слушатель ) |
| 20 дек 2017 16:07:41 |
Ионной проводимостью, кажись, сепаратора и электролита
Именно поэтому словосочетание "литий-полимерный аккумулятор" многие воспринимают неправильно. Нету ещё твёрдого электролита с хорошей ионной проводимостью по Li+ , а то что называюи LiPo есть самые обычные ЛИА в полимерной упаковке. В алюминий-ионке декларируют вроде отсутствие сепаратора, ну а про ионную проводимость можно только гадать. Что там служит ионогенной солью (хлориды,фториды, фторбораты алюминия)?
хз.Кста, чем тоньше сепаратор в ЛИА, тем мощнее батарейка, чем он толще, тем она энергоёмчее.
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 21 дек 2017 08:59:01 |
Цитата: Zkvxz от 20.12.2017 16:07:41
Правильно камерад, ионной проводимостью (которая зависит от чего? - наверное от размера и массы иона и разности потенциалов)...Только как без сепаратора(мембраны) в любой электрохимиеской ячейки обойтись - убей не пойму...Надо ведь устойчиво в пространстве разделить две химически разнородные фазы...И с большой вероятностью бы вы там не использовали - эдектродный потенциал все равно будет ниже чем у лития, а ионы люмения будут массивнее и больше ионов лития, поэтому всей это будет приводить к ухудшению транспорта ионов по сравнению с литием- сокращению макимальной плотности тока. Единственный реальный видимый мною вариант это перенос зарядов протонами...
|
|
Zkvxz ( Слушатель ) |
| 21 дек 2017 09:26:20 |
Углубившись в изучение ТЗ сепаратор всё же обнаружил, а так же ионогенную соль и электролит:
ЦитатаОпределение электрохимической активности углеграфитовых материалов в модельном электролите 3-этил-1-метилимидазола с безводным трихлоридом алюминия, взятом в соотношении 1: 1.3.Исследование циклируемости углеграфитовых катодных материалов в модельном электролите 3-этил-1-метилимидазола с безводным трихлоридом алюминия, взятом в соотношении 1: 1.3.Определение коррозии в имидазолах и имидазолах + AlCl3 различных электродных и конструкционных материалов (г/cм2ч): алюминий, алюминий-углеродные композиты, медь, нержавеющая сталь, никель и др. (г/cм2ч) в зависимости от состава композитного электрода, состава электролита и температуры.Поиск путей повышения электропроводности (добавка солей-ионогенов, например, LiJи др.)
Синтез новых составов электролитов на органической основе, представляющих собой DES на основе AlCl3 – например с этиленгликолем, глицерином, гомологами мочевины. Исследование их термического поведения (температуры плавления) и электропроводности.Подбор сепаратора с заданным размером пор, определение степени пропитки.
Изготовление экспериментальной электрохимической ячейки с оптимизированным электролитом и катодным углеродным материалом. Емкость катода не менее 40 мАч/г. Циклирование ячейки – не менее 500 циклов с потерей емкости не более чем на 20%. Плотность тока (катод) не менее 1 мА см-2.
Цитата: stranger1234 от 21.12.2017 09:59:01Единственный реальный видимый мною вариант это перенос зарядов протонами...
Про протоны. Есть попытки создания полностью органических АКБ. Например, по данным разработчика АКБ "ORBAT" напряжение ячейки достигает 1,0 В, энергоёмкость (теоретическая наверное?) в диапазоне 200-490 Ач/кг, стоимостью 5-10 долл. США/кг или 10-20 долл. США/кВт*ч. Anthraquinone-2-sulfonic acid or anthraquinone-2,6-disulfonic acid on the negative side, and 1,2-dihydrobenzoquinone- 3,5-disulfonic acid on the positive side. Источник
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 21 дек 2017 19:04:48 |
Цитата: Zkvxz от 21.12.2017 09:26:20
http://www.himreakt.ru/13091/
Вот непонятно шо сия фраза означает
Стабильный. Очень гигроскопичен. Несовместим с сильными окислителями.
Он таки стабильный или несоместим с окислителями... Что будет при пореждений оболочки - пожар?
|
ДядяВася ( Слушатель ) |
| 21 дек 2017 19:58:07 |
Гептил - вполне стабилен, а вот с азотным тетраксидом (сильный окислитель) ого го.
При разгерметизации будет жрать пары воды из воздуха, но с кислородом реагировать наврядли.
Но зато там есть (надо понимать) мелкодисперсный алюминий, вот тот вполне может воспламениться.
|
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 18 дек 2017 13:47:29 |
вы прям вынуждаете меня защищать эти батарейки.
ну хорошо, мне не жалко. поработаю бабой ягой.
это пока только опытные образцы и разумеется с течением времени параметры будут улучшаться. как впрочем и происходит со всеми новыми продуктами.
низкий электродный потенциал можно компенсировать имеющимися 3 валентными электронами (у лития, напомню, только 1). т.е. реально технология еще далеко не отработанная. вопрос времени.
нам важна общая масса изделия и поскольку она определяется не массой лития или алюминия в катодном материале, то эта разница в 4 раза нам по барабану (1,5 г против 6 г).
тем более, что убирая кобальт - довольно дорогой (72 цента на банку) и тяжелый (12 г, 24 % массы батарейки) ... понятно
----------------
насчет хлора и прочей химии
масса всяких вредностей в технологических процессах не останавливают нас от применения этих процессов.
тем более что и хлориды и сульфаты кальция абсолютно безвредны и могут быть использованы в пищевой и строительной промышленности.
кстати, вас не смущает, что в производстве алюминия широко применяется карбонат лития? 3 кг на тонну алюминия (525 г лития). 120 млн. тонн алюминия - это 63 тыс тонн. лития или 360 тыс тонн карбоната.
а в черной металлургии расход карбоната лития еще выше. и ни кого это не останавливает.
|
|
Фёдор144 ( Слушатель ) |
| 18 дек 2017 15:50:36 |
Цитата: slavae от 18.12.2017 15:15:39
сто про. здесь важна надежность, безопасность и стоимость владения на один цикл заряд-разряд.
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 18 дек 2017 20:41:02 |
Цитата: slavae от 18.12.2017 15:15:39
канешна не важна - надо UPS поменять ...Эскавтор вызвал - он его вырыл, кран поставил его на платформу и повезли на профилактику электролита
|
|
stranger1234 ( Слушатель ) |
| 18 дек 2017 20:21:06 |
Цитата: Фёдор144 от 18.12.2017 13:47:29
Я те камрад по секрету скажу насосы для перекачки рапы на Сильвините меняют каждый месяц
Цитататем более что и хлориды и сульфаты кальция абсолютно безвредны и могут быть использованы в пищевой и строительной промышленности.
Нахуй они никому не вперлись твои хлориды с сульфатами...В лисичанске да и по всей стране(там где содовые заводы) - огромные хвостохранилища хлорида кальция - которого девать некуда...А гипса только в России 400 миллионов тонн на уже имеющихся отвалах лежит - придумай куда деть - точно долларовым миллиардером станешь... О хлоре ...Пртходили тут ко мне знакомые химики - обсуждали переработку растительного сырья на целлюлозу, и они начали жаловаться что целелюлоза серая -а чо спрашиваю отбелить нельзя - они говорят можно ... спрашиваю чем хлором - мне у виска покрутили - и говорят - тебе кто вевропе даст хлорное производство открыть, и начали перечислять - ультрафиолет, перекись водорода, озон - теперь пришла моя очередь покрутить у виска...(оказалось самый дешевый надуксусная кислота)...О коррозии говорит нечего в среде хлориды+хлор , а если не дай бог еще кислород(даже тот что растворен в воде - одно счастье хлориды кислород высаливают)(с абразивом - то и титан (ваапче не дешевый) окисляется на раз-два-три
Цитатакстати, вас не смущает, что в производстве алюминия широко применяется карбонат лития? 3 кг на тонну алюминия (525 г лития). 120 млн. тонн алюминия - это 63 тыс тонн. лития или 360 тыс тонн карбоната.
В некоторых видах электролизеров
Цитатаа в черной металлургии расход карбоната лития еще выше. и ни кого это не останавливает.
И тоже при некоторых видах плавок... А так обычно содой обходятся
X
19 дек 2017 17:19Предупреждение от модератора Senya:
Ну неужели батарейки такая нервная вещь, что без мата никак?