नई विनिर्माण प्रक्रिया ने ली-आयन बैटरी की लागत को आधा घटा दिया है

मैसाचुसेट्स इंस्टीट्यूट ऑफ टेक्नोलॉजी और 24 एम के शोधकर्ताओं ने नए डिजाइन लिथियम-आयन बैटरी के उत्पादन के लिए एक बेहतर प्रक्रिया विकसित की है। इंजीनियरों की गणना के अनुसार, यह बैटरी की तकनीकी विशेषताओं में सुधार करते हुए, प्रक्रिया को सरल बनाने और आवश्यक सामग्री की मात्रा को कम करके बैटरी की लागत को कम से कम आधा कर देता है।

ली-आयन बैटरी सबसे महंगा इलेक्ट्रिक वाहन हिस्सा है। केवल इस "हैक" के कारण कार की खुदरा कीमत में काफी कमी आएगी।

"हम पूरी प्रक्रिया की समीक्षा कर चुके हैं," 24M के सह-संस्थापक (फिर भी बैटरी निर्माता A123 के सह-संस्थापक) प्रोफेसर येट-मिंग च्यांग कहते हैं । वर्तमान बैटरी निर्माण प्रक्रिया, वे कहते हैं, प्रौद्योगिकी के आविष्कार के बाद से दो दशकों के लिए बहुत कुछ नहीं बदला है। यह अक्षम है और आवश्यकता से अधिक चरणों का उपयोग करता है।

2020 तक, चान के अनुसार, 24M $ 100 प्रति किलोवाट-घंटे से कम बैटरी का उत्पादन करने में सक्षम होगा। अनुसार करने के लिए विशेषज्ञों, इस ठीक कीमत है कि बिजली के वाहनों की बड़े पैमाने पर वितरण के लिए मूल्य सीमा का प्रतिनिधित्व करता है। टेस्ला गिगाफैक्ट 1 मेगाफैक्टिंग वर्तमान में निर्माणाधीन है, जो बड़े पैमाने पर उत्पादन के कारण 2017 तक इस तरह की लागत तक पहुंचने की उम्मीद कर रहा है।

फिलहाल, यह अनुमान लगाया जाता है कि ली-आयन बैटरी की लागत $ 300 से $ 500 प्रति किलोवाट-घंटा है।

अर्द्ध ठोस बैटरी

नई प्रक्रिया तकनीक एक पारंपरिक ठोस बैटरी और तथाकथित " फ्लो बैटरी" के बीच एक हाइब्रिड मॉडल है , जिसमें विभिन्न बैटरी डिब्बों में रखे द्रव में छोटे कणों के निलंबन द्वारा इलेक्ट्रोड की भूमिका निभाई जाती है। दरअसल, इस तरह की बैटरी डिजाइन का आविष्कार पांच साल पहले खुद प्रोफेसर चान और उनके सहयोगियों ने किया था।

विकल्प 24 एम में, हालांकि इलेक्ट्रोड सामग्री तरल नहीं है, फिर भी इसमें एक समान "अर्ध-ठोस" कोलाइडल निलंबन है। दरअसल, उन्होंने इसे "सेमी-सॉलिड" बैटरी कहा था।

यह दृष्टिकोण बैटरी के उत्पादन को बहुत सरल करता है, और लचीलापन और स्थायित्व भी जोड़ता है। प्रोफेसर ने "जर्नल ऑफ़ पावर सोर्सेस" ( doi: 10.1016 / j.jpowsour.2015.06.0623) पत्रिका में प्रकाशित वैज्ञानिक कार्य में), यह कहा जाता है कि नई डिजाइन कम ऊर्जा घनत्व और उच्च ऊर्जा घनत्व दोनों के साथ बैटरी के लिए उपयुक्त है, जैसे कि ली-आयन बैटरी।

मानक निर्माण प्रक्रिया सब्सट्रेट के रोल पर तरल के परत-दर-परत आवेदन के लिए प्रदान करती है। अगले लागू करने से पहले प्रत्येक कोट को सूखना चाहिए। नई विधि को किसी भी सुखाने की आवश्यकता नहीं है। कम मोटाई के साथ कम इलेक्ट्रोड का उपयोग करते हुए, यह बैटरी में आवश्यक परतों की संख्या 80% तक कम कर देता है, साथ ही बैटरी के अंदर गैर-कार्यशील सामग्री की मात्रा भी।

यदि निलंबन में कण इलेक्ट्रोड के रूप में काम करते हैं, तो आवेशित कणों को कम दूरी की यात्रा करने की आवश्यकता होती है - एक संपत्ति जिसे "टॉरोसिटी" के रूप में जाना जाता है, जो इलेक्ट्रोड के लिए आवश्यक सामग्री की मात्रा को कम करता है।

दृष्टांत से पता चलता है कि नई बैटरियों को मुड़ा और मोड़ा जा सकता है, इससे उनके गुणों पर कोई असर नहीं पड़ता है।



24M पहले ही पायलट प्लांट में परीक्षण के लिए लगभग 10,000 बैटरी का निर्माण कर चुका है। कंपनी को आठ पेटेंट प्राप्त हुए, और 75 अन्य पेटेंट आवेदन लंबित हैं। उद्यम पूंजी फर्मों से प्राप्त $ 50 मिलियन के निवेश और अमेरिकी ऊर्जा विभाग से प्राप्त अनुदान को देखते हुए, यह स्पष्ट हो जाता है कि यहां व्यापार गंभीर है।

प्रारंभ में, वैकल्पिक ऊर्जा में बैकअप पावर स्रोतों के रूप में बैटरी का उपयोग करना था, लेकिन अब प्रोफेसर चान और सहयोगियों ने फैसला किया कि नई बैटरी इलेक्ट्रिक वाहनों के लिए काफी उपयुक्त हैं।

महत्वपूर्ण रूप से, नई निर्माण प्रक्रिया एक छोटे कारखाने को एक विशाल कारखाने के रूप में उत्पादन की समान लागत को प्राप्त करने की अनुमति देती है। उत्पादन में वृद्धि ध्यान देने योग्य आर्थिक प्रभाव पैदा नहीं करती है। इसलिए टेस्ला मोटर्स गीगाफैक्टिक की आर्थिक संभावनाएं थोड़ी अधिक बढ़ रही हैं। हालांकि, इलॉन मास्क नाराज नहीं होगा अगर ली-आयन बैटरी उसकी मदद के बिना कई बार सस्ती हो जाती है।

Source: https://habr.com/ru/post/hi381101/