Двойные ионные батареи - это проклятие литий-ионных батарей?

Ограниченные высокими ценами на сырье, особенно сырье, такое как карбонат лития, Co и Ni, в ближайшем будущем значительно подорожают, литий-ионные батареи в настоящее время ограничены стоимостью уменьшенного пространства.

Чтобы снизить стоимость единицы Вт · ч, люди разработали различные аккумуляторные батареи с высокой плотностью энергии, такие как батареи Li - O2, теоретическая удельная энергия до 3600 Вт · ч / кг (Li + + O2 + 2 e - = Li2O2 , VvsLi / Li + 2,96), что намного выше, чем у литий-ионных аккумуляторов, и имеет характеристики экологически безопасного. Для дальнейшего снижения затрат люди также с Na, цинком и другими альтернативными металлами Li, Na-O2 и цинком - O2 батареи, эти технологии в настоящее время находятся на стадии фундаментальных технологических исследований и разработок, в настоящее время основные исследования в основном сосредоточены на границе раздела металл-электролит, исследованиях продуктов разряда и т. Д., В которых сложность разработки Li-O2 элементов невелика, более полно, можно использовать в краткосрочной перспективе.

Помимо Li-S аккумулятор также является горячей точкой для исследований, S-теория удельного объема может достигать 1672 мАч / г, теоретическая удельная энергия 2600 Вт / кг, хотя меньше у Li-O2 элемента, но также намного выше, чем у литий-ионных аккумуляторов. .Li - S основными проблемами батареи в настоящее время являются: S низкая электропроводность, близость к изолятору, большое объемное расширение (80%), S положительный интеркалированный продукт растворяется в электролите, переход между ними отрицательный, приводит к быстрому выходу из строя. Низкая емкость, цикл и производительность хранения. Часто используемые сложные эфиры в текущем электролите литий-ионных аккумуляторов, потому что есть много побочных эффектов при применении на Li-S аккумуляторах, поэтому часто используемые эфиры Li-S, используемые в аккумуляторном электролите, приводят к высокой температуре производительность батареи низкая.Чтобы преодолеть вышеуказанные проблемы, компонент исследователей использует S nano, модификацию поверхностного покрытия и новые методы, такие как преодоление твердого электролита, в настоящее время исследования Li-S аккумуляторов имеют Был достигнут значительный прогресс, поэтому Li - S аккумулятор является наиболее перспективным и в краткосрочной перспективе может заменить систему хранения энергии литий-ионных аккумуляторов.

Области хранения энергии никогда не испытывают недостатка в спойлерах, в последние годы появившаяся двойная ионная батарея является одной из них. Между электродами литий-ионной батареи только Li + в разной реакции, процесс зарядки двойной ионной батареи, анион в электрическом поле под действие миграции к аноду, внедренному в структуру анода и миграции катиона к катоду, внедренному в катод, разряд, в отличие от процесса анода и катодных ионов, вернуться в электролит, восстановление электролита Материал катода двойной ионной батареи в настоящее время представляет собой в основном графитовый материал, анион может фактически внедряться в структуру графита еще в 1938 году, обнаруженную Ру-Дорффом и Хофманном, но в результате внедренного аниона электрический потенциал выше, поэтому двойной ионный аккумуляторный электролит с высокой концентрацией раствора кислоты в качестве электролита, он принесет большие скрытые проблемы с безопасностью. До 90 с, при коммерческом применении литий-ионных аккумуляторов Было обнаружено, что при замене анода литиево-ионной батареи на встроенный анион из графитовых материалов можно получить двухионную батарею с более высоким напряжением. В последующие десятилетия люди начали удваивать ионную батарею для углубленных исследований, особенно механизма аниона, встроенного в Структура графита проведена на тщательном изучении «1».

Ниже приведены некоторые из наиболее распространенных применений электролита для двойной ионной аккумуляторной батареи, и их встроенные в различные графитовые материалы имеют потенциал "2", мы можем заметить из этой таблицы, обычные сложные эфиры PF6 + в электролите двух ионных аккумуляторных батарей, встроенные в потенциал графитовой структуры достигнув более 5 В, это также привело к серьезной проблеме - нестабильности электролита, вызванной высоким напряжением, так что эффективность батареи в кулоновском контуре продолжает снижаться, плохая циркуляция.При непрерывном развитии технологии ионной жидкости в последнее время лет, термостабильность ионной жидкости, низкая вязкость и широкое электрохимическое окно, позволили нам увидеть надежду на двойной ионный аккумулятор.


Хотя академический круг много сообщает о двойной ионной батарее, но мы также знаем меньше об анионе, встроенном в структуру графита, исследования KoljaBeltrop показывают, что диаметр внедренного аниона имеет значительное влияние на его анион, внедренный в больший диаметр. графита в более сложном (и учитывая общую роль аниона и растворителя электролита) «2».


Японские ученые TatsumiIshihara против PF6, встроенного в поведение графита, исследование показало, что встраивание PF6, расстояние между слоями графита постепенно увеличивается, самое большое может достигать 0,4 нм (расстояние между слоями чешуйчатого графита между начальными 0,336 нм), также было обнаружено, что графит структура под высоким потенциалом в нанометровой структуре пузырька, что делает нанометровую пузырьковую структуру графитового катода емкостью резко выше, 147 мАч / г, что близко к удельной емкости LiCoO2 «3».


Из Шэньчжэньского института передовых технологий, Китайской академии наук и Китайского университета науки и технологий люди PanpanQin, такие как совместная разработка двухионно-ионной батареи с алюминиевым электродом, препарата PanpanQin на алюминиевой фольге, покрытой слоем углеродного полого наношара из алюминия, не только хорошее подавление интеркалированного напряжения, возникающего в процессе, а также снижение плотности тока, так что цикл батареи имеет хорошую производительность, при цикле 2 c 1500 раз, удерживающая способность может составлять 99%, при плотности мощности 1780 Вт / кг, удельная энергия батареи достигла 142 Вт / кг, эти данные выше, чем у большинства коммерческих литий-ионных аккумуляторов (о результатах подробного содержания мы подробно расскажем в следующей статье).


30 лет - это возраст литий-ионных аккумуляторов, следующие 30 лет - это аккумуляторы такого типа - Li-S-батареи, Li-O2-элементы и двойные ионные аккумуляторы, которые станут разрушителями литий-ионных аккумуляторов. «Давайте проанализируем преимущества двойной ионной батареи, во-первых, стоимость, двойной ионный анод батареи - используются графитовые материалы, это одно, чем использование NCA, скользящего и LCO материала положительного электрода литий-ионных батарей, стоимость которого намного ниже. экологические свойства, двойные ионные батареи содержат элементы тяжелых металлов, вряд ли катодный материал из графита также очень хорош, не будет иметь серьезного загрязнения окружающей среды тяжелыми металлами.Это наиболее важные технологические преимущества, современное оборудование и технологии для производства литий-ионных аккумуляторов можно использовать для полностью двойного производства ионных аккумуляторов, можно сказать, что когда технология двойных ионных аккумуляторов созреет, и начнется продвижение, существующие производители литий-ионных аккумуляторов могут быть на месте неизменного оборудования, в период быстрой трансформации.

Li-S аккумулятор, Li-O2 элемент и двойной ионный аккумулятор, которые могут заменить литий-ионные аккумуляторы, чтобы выиграть следующие тридцать лет, как вы думаете?

Страница содержит содержимое машинного перевода.