Неліктен литий-иондық көлік аккумуляторлары кеңінен қолданылмайды?

Сонымен, көлік қозғалтқыштары туралы сөйлескенде, біз көне іштен жану қозғалтқышымен жұмыс істейтін көліктердің қажетті ағза болып табылатын, қозғалысты бастау үшін қуат беретін аккумулятор туралы сөйлеп отырмыз. Бұлар электромобилдердің қашықтық пен қуат үшін пайдаланатын үлкен тартылыс аккумуляторынан басқа. Li-Ion технологиясы әртүрлі мақсаттарда баршақолданыла бастағанымен, автомобильдің бастапқы аккумуляторлары үшін ол әлі де сирек қолданылады. Бұл мақала осы мәселенің негізіндегі жалпы көріністі зерттейді және литий-ионды аккумуляторлардың осы салада кеңінен таратылуына кедергі болып тұрған технологиялық, экономикалық және логистикалық мәселелерді қарастырады.

Автомобильдің бастапқы аккумуляторы не істейді?

Моторлы көліктерде қолданылатын старттық аккумуляторлар двигательді қозғалысқа келтіру мен жану процесін бастау үшін қажетті қуаттың қысқа мерзімді шығынын қамтамасыз ету үшін жасалған. Сонымен қатар олар мұздап тұрған қыста, ыстық жазда немесе көліктің электроникасымен сәйкестікте жұмыс істеу сияқты кез-келген жағдайда ең жоғары нәтижемен жұмыс істеуі тиіс. Ал электрқозғалтқышты көліктердің (EV) аккумуляторлары энергия тығыздығына (ұзақ қашықтыққа арналған машиналар) дейін жеткілікті дәрежеде оптимизацияланған болса, старттық аккумуляторлардың талаптары толығымен өзгеше: қуат тығыздығы мен жоғары қуат циклдарындағы жұмыс істеу мерзімі. Бұл сәт маңызды, себебі басқа да аккумулятор технологиялары осындай функцияларды атқаруға ұмтылған кезде олардың салыстырылатын эталондық нормалары осында белгіленеді. Литий-ионды технология жалпы алғанда жетілген, бірақ оны мұндай мақсатта қолдану кезінде төменде қарастырылатын тұтас қатар мәселелерге тап болады.

Технологиялық және өнімділік шектеулері

Литий-иондық аккумулятор қолданылады, ал содан кейін дәстүрлі қорғасын-қышқылды аккумулятор, энергия тығыздығы жоғарырақ және салмағы ауыр емес. Көптеген қолданыстарда бұл артықшылықтар маңызын жоғалтады. Тағы бір сұрақ – олар ыстық пен суық температурада қалай өте алады. Суық климатта литий-иондық элементтер тек белгілі бір шама пусковой амперлерді ғана беретіндіктен, көлікті іске қосу үшін жеткіліксіз болуы мүмкін, сондықтан олармен жұмыс істеу қиын болуы мүмкін. Керісінше, қорғасын-қышқылды аккумуляторлар сияқты суық болған кезде де қуатты тұрақты береді. Сонымен қатар, жоғарыда аталған литий-иондық аккумулятор автомобильдегі зарядтау құралдары арқылы зарядталған кезде, мысалы, сол автомобильге әлдеқайда қарапайым қорғасын-қышқылды детекторлар ғана қажет болған жағдайда, күрделі артық зарядталудан сақтандыратын кернеу бақылауы және/немесе артық разрядталудан тоқтататын құрылғыларды қажет етеді. Литий-иондық аккумуляторларды да мұқият бақылау мен басқару қажет, әйтпесе олар зақымдануы немесе жойылуы мүмкін, бұл тағы да күрделілікті және шығындарды арттырады.

Экономикалық және қауіпсіздік мәселелері

Литий-ионды іске қосу батареяларының тағы бір проблемасы — бағасы. Олар көптеген жылдар бойы жетілдіріліп, масштабтық экономиканың пайдасын тигізген қорғасын-қышқыл батареялармен салыстырғанда өндіруі едәуір қымбат тұрады. Алайда осындай бағамен ластанған қышқыл батареялар көпшілік соңғы пайдаланушылар мен өндірушілер үшін тек қана жарамды болып табылады. Қауіпсіздік тағы бір маңызды фактор. Литий-ионды аккумулятор батареясы зақымданған, қыздырылған немесе қысқа тұйықталған жағдайда қауіпті немесе қауіпсіз болмауы мүмкін. Бұл да литий-ионды батареялар қауіпсіздіктің тұрғысынан алғанда автомобильдегі ауыр жағдайларда қорғасын-қышқыл батареяларға қарағанда (қауіпсіздігіне қарамастан) тұрақсыз болуының бір себебі. Осы факторларға байланысты литий-ионды батареялар экономикалық және қауіпсіздік тұрғысынан көлемі үлкен іске қосу батареялары үшін нашар қолданылады.

Қорғасын-қышқыл батареялардың кең таралуы

Автомобильда іске қосу кезінде 100 жылдан астам уақыт бойы қорғасын-қышқылды аккумулятордың болуының себебі бар. Олар өте сенімді және разрядтан қатты зақымданбастан двигательді іске қосу үшін қажетті жоғары токты беруге қабілетті. Сонымен қатар, технология ересек; материалдардың көбін қайта қалпына келтіретін өндіру және қайта өңдеу процестері бар, оны тұрақты деп айтып, жарияланған зерттеулерге сәйкес. Сондай-ақ, қорғасын-қышқылды аккумуляторлар бар автомобильдің архитектурасына сәйкес келеді және зарядтау станциялары немесе электр инфрақұрылымы сияқты негізгі жүйелерді өзгерту қажеттілігін туғызбайтын нәрсе екенін дәлелдейді. Әрине, оларды басқа технологиялар мен өсімдіктерге орнатудың оңайлығы және олардың төмен бағасы да айқын таңдау болып табылады. Нәтижесінде, іске қосу үшін литий-иондыққа ауысу арқылы автомобиль өнеркәсібі аз пайда табады, әсіресе тұтынушыларға тыныштық әкелетін қорғасын-қышқылдық технология орнықтырылған кезде.

Болашақ перспективалары мен салаға тән үрдістер

Бастауыш аккумуляторлар үшін болашақта бәрі де өзгеруі мүмкін, бірақ осы өзгерістердің шекті болуын күту керек. Осы шектеулер литий-ионды химияның дамуымен, соның ішінде оларды қауіпсізірек және/немесе құны төменірек ететін литий темір фосфаты туындыларының әртүрлі түрлерін жаңарту арқылы басқарылатын болып келеді. Бірақ технологияның дамуы қажет, сондай-ақ өнеркәсіп тәжірибелері мен тұтынушылар оны қабылдауы керек, деп хабарлайды өнеркәсіп бақылаушылары. Көліктер электрондық қасиеттерді көбірек енгізе бастаған сайын және гибридтенуге қарай ығысуымен бастауыш аккумуляторларға деген сұраныс өзгеруі мүмкін, бұл литий-ионды технология үшін мүмкіндік туғызуы мүмкін. Бірақ қорғасын-қышқыл аккумуляторлар қалыптасқан инфрақұрылымы мен экономикалық артықшылықтарына ие болғандықтан, жақын шақта негізгі технология болып қала береді. Жаңа технологияларға өту шығармашылық пен функционалды қажеттіліктің аралас түрі болады.

Қорытындылай келе, литий-иондық көлік аккумуляторлары өзінің өнімділігінің шектеулілігі мен құнының жоғары болуы, қауіпсіздік мәселелері және қорғасын-қышқыл технологиясының өте күшті базасы салдарынан старт-тоқтату жүйелерінде кең таралмаған. Литий-иондық технология басқа қолданыстар үшін перспективалы болып табылады, бірақ дәстүрлі автомобильді іске қосу саласында әлі шамалы қолданылуда. Бұл негіздемелер инновациялардың әлі де басқа секторларда дамытылып жатқанын және автомобиль саласына арналған тек сынақтан өткен, дәлелденген шешімдердің қолданылатынын түсіндіреді.