Литий-магниевый аккумулятор по сравнению с литий-ионным аккумулятором

Возможно, вы слышали в новостях слухи о том, что сейчас начинается постлитиевая эра. Национальные лаборатории возобновляемых источников энергии нашли способ сделать магниевые батареи более жизнеспособными, чем их литиевые аналоги. Поскольку сегодня литий-ионные батареи используются почти в каждом устройстве, технологический сдвиг может иметь большое значение. Но для коммерциализации необходимо, чтобы исследователи и ученые изучали и другие варианты для получения лучших результатов.

Итак, здесь мы узнаем, как ученые сделали эту новую технологию полезной и заменит ли она полностью литий-ионные батареи или нет. Начнем с ответа на самый простой вопрос.

Может ли магний заменить литий?

Ответ на этот вопрос зависит от возможностей магния. Потенциально батареи, изготовленные из магния, скорее всего, будут иметь более высокую плотность энергии, большую стабильность и более низкую стоимость по сравнению с литий-ионными батареями. Но на самом деле это только прогнозы, сделанные департаментами Национальной лаборатории возобновляемой энергии.

В настоящее время литий-ионный аккумулятор доминирует в аккумуляторной технологии без каких-либо конкурентов. Но уже достигается максимальное количество энергии, запасенной на единицу объема. Поэтому существует потребность изучить химический состав новых батарей, чтобы у вас было больше энергии без увеличения стоимости. У литий-ионных аккумуляторов есть несколько недостатков, которые заставили компании искать альтернативу. Ниже приведены некоторые недостатки этой технологии:

· Одна из самых больших проблем с литий-ионными аккумуляторами заключается в том, что они имеют проблему саморазряда. Даже если аккумулятор не используется, емкость аккумулятора будет снижаться на 1,5% в месяц. Скорость саморазряда продолжает расти с ростом заряда и температуры. Значит, через несколько месяцев аккумулятор окончательно выйдет из строя.

· Несмотря на то, что срок службы литиевой батареи хороший, есть множество факторов, которые могут это изменить. Он включает в себя температуру, ток разряда, ток заряда, диапазон состояния заряда и источник питания.

· Даже стандарт безопасности литиевых батарей не соответствует домашним требованиям. Есть вероятность, что во время разрушения батарей может произойти пять распространенных экзотермических реакций, и все они опасны.

Но преимущество литий-ионной технологии заключается в том, что обо всех этих недостатках можно позаботиться, если потребители обратят внимание. Очевидно, что у всего есть определенный срок жизни. И однажды металлический литий также станет редким металлом. Поэтому компаниям необходимо вкладывать средства в эксперименты с другими соответствующими технологиями аккумуляторов.

Характеристики литий-магниевой батареи:

Предполагается, что основные характеристики магниевой батареи имеют много преимуществ перед литий-ионной. Мы все можем согласиться с тем, что магний кажется очень многообещающим материалом в качестве постлитиевой стратегии. Ожидается, что в качестве анодного материала он обеспечит лучшую плотность энергии и безопасность. Некоторые характеристики, которые стоит упомянуть о магниевой батарее:

· По сравнению с литиевым анодом, магниевые аноды не демонстрируют дендритов при низкой плотности тока. Это предотвращает интеркаляцию на аноде, что является большой проблемой для литиевых анодов.

· Отсутствие интеркаляционного слоя теоретически улучшает относительную объемную плотность энергии анода примерно в 5 раз.

· Наряду с этим, литий - дефицитный материал, тогда как источники магния обширны. Следовательно, этот материал также имеет преимущество по стоимости перед литием.

· Риск использования магниевой батареи также значительно меньше. Из-за отсутствия образования кристаллов на металлической поверхности вероятность короткого замыкания аккумулятора меньше.

· Кроме того, переработка магния также проста.

Обычно полиакрилонитрил используется в качестве электролита в магниевой батарее, поскольку это синтетическая, полукристаллическая и органическая смола. Когда полимер смешан с солью иона магния и металл покрыт им, реакция с электролитом может быть предотвращена. Некоторые прототипы разработаны с использованием этой концепции, и она показала многообещающие результаты. Он обеспечивает обратимую зарядку и разрядку, что не может не радовать.

Применение литий-магниевой батареи:

Когда дело доходит до применения магниевой батареи, ученые могут столкнуться с некоторыми проблемами. Основная проблема, которую необходимо устранить, - это реакция магния с обычными карбонатными электролитами. Он создает пассивный слой на поверхности металла, который превращается в барьер и предотвращает попадание ионов магния на металл во время зарядки. Итак, исследователям необходимо найти твердый межфазный слой, который можно использовать для покрытия металлического магния, тем самым предотвращая реакцию с электролитом. В результате ионы могут без труда перемещаться на поверхность металла и от нее.

В настоящее время Honda и Saitec заявляют, что они успешно коммерциализировали технологию магниевых аккумуляторов.

Несмотря на то, что ученые и исследователи пытаются совершить прорыв в технологии аккумуляторов, до коммерциализации еще далеко. Мы очень надеемся, что замена литий-ионных аккумуляторов будет найдена в ближайшее время. Для обеспечения надежных и диверсифицированных поставок лития в ближайшие годы создаются различные стратегические альянсы и совместные предприятия. Поскольку использование химии лития увеличивается, источник становится дефицитным. Итак, все, что мы можем сделать, это надеяться, что великие умы нашей планеты предложат лучшую альтернативу. До тех пор корона аккумуляторных технологий по-прежнему принадлежит литий-ионным, и вы все еще можете использовать их по доступным ценам.