Компании Скачать
презентацию
<<  Биореакторы Торговое оборудование  >>
Перспективы промышленного производства наноразмерного оливина для
Перспективы промышленного производства наноразмерного оливина для
Структура доклада
Структура доклада
Баланс мощности и энергоёмкости современных аккумуляторов
Баланс мощности и энергоёмкости современных аккумуляторов
Основные характеристики и развитие ЛИА
Основные характеристики и развитие ЛИА
Принцип работы литий-ионного аккумулятора (ЛИА)
Принцип работы литий-ионного аккумулятора (ЛИА)
Функция электродного активного материала и требования к нему
Функция электродного активного материала и требования к нему
LiMn2O4
LiMn2O4
Современные катодные материалы для ЛИА
Современные катодные материалы для ЛИА
Материал нового поколения – LiFePO4*C (оливин)
Материал нового поколения – LiFePO4*C (оливин)
Оптимальные размеры кристаллов LiFePO4 и толщина углеродного покрытия
Оптимальные размеры кристаллов LiFePO4 и толщина углеродного покрытия
Контроль размеров частиц – LiFePO4 при его синтезе
Контроль размеров частиц – LiFePO4 при его синтезе
?
?
Финансирование зарубежных разработок
Финансирование зарубежных разработок
Производители и потребители LiFePO4
Производители и потребители LiFePO4
Прогноз развития мирового рынка нано-ЛИА*
Прогноз развития мирового рынка нано-ЛИА*
Новые рынки для нано-ЛИА
Новые рынки для нано-ЛИА
Новые рынки для нано-ЛИА
Новые рынки для нано-ЛИА
Основные предприятия ГК «Русские аккумуляторы»
Основные предприятия ГК «Русские аккумуляторы»
Деятельность Холдинга «Русские аккумуляторы» в направлении организации
Деятельность Холдинга «Русские аккумуляторы» в направлении организации
Спасибо за внимание
Спасибо за внимание
A Graph Showing The Energy Density Of Various Batteries Types
A Graph Showing The Energy Density Of Various Batteries Types
Слайды из презентации «Производство аккумуляторов» к уроку экономики на тему «Компании»

Автор: tarnopolskiy_va. Чтобы увеличить слайд, нажмите на его эскиз. Чтобы использовать презентацию на уроке, скачайте файл «Аккумуляторы.ppt» бесплатно в zip-архиве размером 4738 КБ.

Скачать презентацию

Производство аккумуляторов

содержание презентации «Аккумуляторы.ppt»
СлайдТекст
1 Перспективы промышленного производства наноразмерного оливина для

Перспективы промышленного производства наноразмерного оливина для

литий-ионных аккумуляторов нового поколения.

ГК «Русские аккумуляторы» Тарнопольский В.А. Профатилова И.А.

2 Структура доклада

Структура доклада

Основные характеристики и принцип работы литий-ионного аккумулятора; Требования к электродным активным материалам; Нанокомпозит LiFePO4*С как катодный активный материал; Производители и потребители наносодержащих аккумуляторов (nano-enabled batteries); Разработка наносодержащих литий-ионных аккумуляторов (ЛИА) в ГК «Русские аккумуляторы»

3 Баланс мощности и энергоёмкости современных аккумуляторов

Баланс мощности и энергоёмкости современных аккумуляторов

Li-polymer

4 Основные характеристики и развитие ЛИА

Основные характеристики и развитие ЛИА

Сравнение характеристик ЛИА и конкурирующих систем

Совершенствование литий-ионной технологии – следствие жёсткой коммерческой и научной конкуренции

Вт*ч/л

US$/Вт*ч

Вт*ч/кг

5 Принцип работы литий-ионного аккумулятора (ЛИА)

Принцип работы литий-ионного аккумулятора (ЛИА)

(Анод)

(Катод)

Li1-xCoO2 + LixC6

LiCoO2 + C6

6 Функция электродного активного материала и требования к нему

Функция электродного активного материала и требования к нему

Внешняя цепь

Высокая энергоёмкость (много активных ионов Li+ в структуре, элементная и структурная чистота);

2. Возможность быстрого переноса ионов Li+ в объёме материала (наличие в структуре каналов или полостей для переноса ионов Li+ из объёма на поверхность и обратно, сокращение дистанции переноса).

3. Высокая электронная проводимость поверхности частиц (необходимо переносить электрон со всех точек поверхности частиц до токоотвода).

4. Безопасность, дешевизна, экологичность, доступность сырья.

LiCoO2 ? Li+ + CoO2 + e-

7 LiMn2O4

LiMn2O4

LiCoO2

LiFePO4

Каналы и полости для переноса ионов Li+ в структурах катодных материалов.

8 Современные катодные материалы для ЛИА

Современные катодные материалы для ЛИА

LiCoO2: 80-90% рынка. К 2015 г. доля LiCoO2 составит от 10 до 60% по разным прогнозам

+ Высокая ёмкость, малый саморазряд, сформированность рынка, простота производства

+ Высокая ёмкость, малый саморазряд, сформированность рынка,

LiCo1-xMxM’YO2, M, M’ = Ni, Mn, Al,…

+ Очень дёшево, хорошая ёмкость.

Limn2o4: 5-7% рынка.

- Быстрая необратимая деградация при работе (особенно при высоких температурах).

+ Безопасно, экологично, высокая мощность, потенциально дёшевое сырьё.

Lifepo4: рынок зарождается.

- Сложная технология, инерционность рынка.

Простота производства

- Дорогое сырьё, токсичность, проблема безопасности, малая удельная мощность.

- Дорогое сырьё, токсичность,

Проблема безопасности, малая удельная мощность

9 Материал нового поколения – LiFePO4*C (оливин)

Материал нового поколения – LiFePO4*C (оливин)

Традиционный катодный материал

Преимущества наноразмерного оливина по сравнению с традиционными катодными материалами:

Очень быстрый транспорт лития в твёрдой фазе + бОльшая (в ~ 50-100 раз) площадь поверхности = предельные токи увеличиваются в десятки раз; Безопасен; Дешёвое сырьё; Экологичен;

Нанокомпозит: Нанокристаллы LiFePO4 (50нм) с углеродным покрытием (5нм)

60 нм

3000 нм

Углеродное покрытие

10 Оптимальные размеры кристаллов LiFePO4 и толщина углеродного покрытия

Оптимальные размеры кристаллов LiFePO4 и толщина углеродного покрытия

Микрофотографии наночастиц оливина.

J.-K. Kim et al. // Journal of Power Sources 166 (2007) 211–218.

11 Контроль размеров частиц – LiFePO4 при его синтезе

Контроль размеров частиц – LiFePO4 при его синтезе

700оС: нанокристаллы успели агломерироваться

Работоспособность LiFePO4 определяется размерами частиц:

Микрофотографии образцов LiFePO4, синтезируемых при различных температурах

Удельная ёмкость образцов, синтезированных при температурах 500 (а), 600 (b) и 700оС (c)

500оС: нанокристаллы не успели сформироваться

600оС: нанокристаллы хорошо сформированы

600оС

700оС

500оС

J.-K. Kim et al. // Journal of Power Sources 166 (2007) 211–218.

12 ?

?

?

Недостатки LiFePO4 и их преодоление

?

?

Таким образом, оливин работоспособен только в виде нанокомпозита, где частицы LiFePO4 покрыты электропроводящим углеродным нанослоем.

Проблема

Пути решения

Низкая электронная проводимость поверхности нанокристаллов; Низкая ионная проводимость в объёме кристаллов LiFePO4; Невысокая энергоёмкость; Сложная методика серийного производства;

Нанесение углеродного покрытия

1. Уменьшение размеров кристаллов ? сокращение диффузионного пути; 2. Модификация структуры LiFePO4;

Пытаются допировать LiFePO4;

Отработка технологии, наращивание объёмов производства;

13 Финансирование зарубежных разработок

Финансирование зарубежных разработок

Гранты Департамента Энергетики США на разработки в области разработки LiFePO4 и ОЛИА, (2009г.)

A123 Systems, Inc. $249.1 млн. долл. США. Manufacturing of nano-iron phosphate cathode powder and electrode coatings; fabrication of battery cells and modules; and assembly of complete battery pack systems for hybrid and electric vehicles.

Saft America, Inc. 95.5 млн. долл. США. Jacksonville, FL Production of lithium-ion cells, modules, and battery packs for industrial and agricultural vehicles and defense application markets. Primary lithium chemistries include nickel-cobalt-metal and iron phosphate.

http://www1.eere.energy.gov/recovery/pdfs/battery_awardee_list.pdf

14 Производители и потребители LiFePO4

Производители и потребители LiFePO4

Основные производители LiFePO4 и ОЛИА: A123 Systems U.S., Toshiba, Valence Technology, BAK Battery, Actacell USA, BYD China, GAIA Germany, Phostech Lithium и другие.

Потребители ОЛИА и марки выпускаемой продукции: Toyota( Prius), Phoenix, Tesla Energy (Tesla Roadster), Think Nordic, Grand Tourer, Continental AG Germany (Chevy Volt).Motorcycle-Killer, Zero motorcycle, Electric cycles, Vectrix Corp., Segway. Panasonic, Sanyo.

Источники: Nano-Enabled Batteries for Portable and Rechargeable Applications // Innovative Research and Products, Inc., USA, 2009; www.phostechlithium.com

15 Прогноз развития мирового рынка нано-ЛИА*

Прогноз развития мирового рынка нано-ЛИА*

Электромобили, гибридные ТС

Развитие мирового рынка стандартных ЛИА**

Съёмная батарея для ноутбука – до 10 ч. работы

Батарея для беспроводного электроинструмента

Батарея для электромобиля

* Nano-Enabled Batteries for Portable and Rechargeable Applications // IRAP, 2009 ** The Freedonia Group, Inc.

16 Новые рынки для нано-ЛИА

Новые рынки для нано-ЛИА

С заменой LiCoO2 на LiFePO4 стоимость ЛИА уменьшается на 50-70%, что приводит к появлению новых рынков для ЛИА: автономные инструменты, аварийное освещение, UPS, медицинское оборудование, гибридные автомобили, электромобили, электрические велосипеды, скутеры, игрушки, инвалидные коляски, альтернативная энергетика, военные цели, итд.

Батарея для электроскутера

Батарея из 100 DD ячеек (по 7.5Aч, 320г.): 360В, 500А импульсы.

Стандартный военный типоразмер

ЛИА типоразмера стандартного стартерного СКА

17 Новые рынки для нано-ЛИА

Новые рынки для нано-ЛИА

A123 systems. 6.6В, 2.2 Ач, 180г. (1500 руб.) Разрядные токи: 30 - 60С

ОЛИА в мягком корпусе фирмы Valence.

Модуль оливиновой батареи электромобиля.

Triac (80 миль в час, дальность хода - 100 миль).

Электровелосипед и его батарея для : 36В, 10Ач

ЛИА для портативной электроники: 3В, 0.75Ач ($17 вместе с ЗУ).

18 Основные предприятия ГК «Русские аккумуляторы»

Основные предприятия ГК «Русские аккумуляторы»

Аккумуляторные заводы: Подольский аккумуляторный завод. Производит стартерные свинцово-кислотные аккумуляторы с 1929г. Курский завод «Аккумулятор». Построен в 1944 г. Производит более 400 наименований аккумуляторов (свинцово-кислотные, Ni-Cd, Ni-Fe). Ежегодное производство - более 360,000,000 Ah. «Исток», г. Курск. Производство запущено в 2002г. Выпускаются стартерные свинцово-кислотные аккумуляторы . Электроисточник (г. Саратов) С 1929г. производит свинцово-кислотные стартерные аккумуляторы и серебряно-цинковые ХИТ для аэрокосмицеских, военных и специальных применений. ИТОГО: Совокупное производство – более половины производимых в России аккумуляторов.

2. Производство материалов: РязЦветМет (г. Рязань). Основан в 1953, полностью переоборудован и запущен в 2008г. Самый крупный производитель Pb/Sn и Pb/Sb сплавов. Одно из крупнейших перерабатывающих предприятий в России.

3. Компании, осуществляющие закупки и продажи батарей и материалов

19 Деятельность Холдинга «Русские аккумуляторы» в направлении организации

Деятельность Холдинга «Русские аккумуляторы» в направлении организации

производства LiFePO4 в России.

Сотрудничаем с: ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова и ИФХЭ РАН им. А.Н. Фрумкина, НПП «УФИМ», ОАО «НИИСТА», НТЦ «АНК».

Производство материалов для ЛИА: ГК «Русские аккумуляторы» в сотруднисчестве с ИОНХ РАН им. Н.С. Курнакова и ИФХЭ РАН им. А.Н. Фрумкина разрабатывает технологию производства нанокомпозиционного оливина и ОЛИА. получены работоспособные образцы приемлемой ёмкости. Ведутся работы по усовершенствованию и масштабированию технологии. Производство опытных образцов ЛИА: Нами оборудована лабораторная линия по сборке и тестированию призматических ЛИА в мягкой упаковке (аналоги промышленно выпускаемой зарубежной продукции). В настоящее время мощности используются для подготовки к серийному производству и тестирования отечественных и зарубежных материалов.

20 Спасибо за внимание

Спасибо за внимание

21 A Graph Showing The Energy Density Of Various Batteries Types

A Graph Showing The Energy Density Of Various Batteries Types

«Производство аккумуляторов»
http://900igr.net/prezentatsii/ekonomika/Akkumuljatory/Proizvodstvo-akkumuljatorov.html
cсылка на страницу
Урок

Экономика

124 темы
Слайды
Презентация: Производство аккумуляторов | Файл: Аккумуляторы.ppt | Тема: Компании | Урок: Экономика | Вид: Слайды