Die navorsingspan van Li Mingtao van die Skool vir Chemiese Ingenieurswese van Xi’an Jiaotong Universiteit het ‘n deurbraak gemaak in die toepassing van litium-swaelbatterye deur ‘n katodemateriaal met ‘n tweedimensionele grafeen-beskermende laag te ontwerp en te ontwikkel. Hierdie katodemateriaal het ‘n lang sikluslewe.

2d-interkalasie G-C3N4/grafeentoebroodjie vorm ‘n meerlagige haainet tussen die positiewe en negatiewe elektrodes van die battery. Dit kan nie net die beweging van polisulfiede tussen die positiewe en negatiewe elektrodes deur fisiese en chemiese gebruike blokkeer nie, maar ook die diffusie van litiumione versnel en sodoende die sikluslewe van die battery aansienlik verhoog.

In my land is die ontwikkeling van litium-swaelbatterye relatief laat, en dit is nog in die laboratoriumnavorsing- en ontwikkelingstadium, met min praktiese toepassings. Die pendel-effek wat veroorsaak word deur die ontbinding van die tussenproduk litiumsulfied tydens die laai- en ontlaaiproses van litiumswaelbatterye word beskou as ‘n sleutelfaktor wat die praktiese toepassing daarvan beperk.

Die voormalige vise-president van Qinghai Dr. Li Tegnikus Tegnologie het eenkeer gesê dat die polisulfied-opgeloste ruimtependeltuig die belangrikste en moeilikste litium-swaelbatteryprobleem is, en verwante verbeteringswerk is nog in die aanvanklike stadium, maar hy is optimisties dat litium-swael batterye kan as sekondêre batterye gebruik word. Met ‘n hoë energiedigtheid het dit breë ontwikkelingsvooruitsigte.

In vergelyking met die huidige hoofstroom ternêre NCM, is die teoretiese spesifieke energie van die swaelkatodebattery so hoog as 2600Wh/kg, wat meer as tien keer dié van die tans algemeen gebruikte litiumbattery is. Daarbenewens is swaelreserwes volop en goedkoop, wat kan help om die prys van elektriese voertuie wat deur litiumbatterye aangedryf word, te verlaag.

In 2016 het die Nasionale Ontwikkelings- en Hervormingskommissie ‘n deurbraak in litium-swaelbatterytegnologie met ‘n energiedigtheid van 300Wh/kg in die “Energietegnologie-revolusie en -innovasie-aksieplan (2016-2030)” voorgestel.

In teenstelling hiermee, volgens die Aksiemaatreëls om die ontwikkeling van die motorkragbedryf te bevorder en die medium- en langtermynontwikkelingsplan vir die motorbedryf wat in 2017 vrygestel is, kan die enkelmasjienverhouding meer as 300Wh/kg teen 2020 bereik, en die enkel-masjien verhouding kan 500Wh bereik teen 2025. /kg hierbo. Die teoretiese energiedigtheid van litium-swaelbatterye is groter as 500Wh/kg, dus word dit beskou as die ontwikkelingsrigting van die volgende generasie kraglitiumbatterye na litiumbatterye.

Om die praktiese probleme in die toepassing van litium-swaelbatterye op te los, insluitend die Qian Hanlin-span van die Universiteit van Wetenskap en Tegnologie van China, die Wang Haihui-span van die Suid-Chinese Universiteit van Tegnologie, die Qingdao Energy and Energy Storage Materials Advanced Tegnologienavorsingspan van die Chinese Akademie vir Wetenskappe, ons Xiamen Universiteit Chemiese Nan Fengzheng-span en Sjanghai Jiaotong Universiteit Wang se navorsingspan het deurbraakvordering gemaak.

In Oktober 2018 het professor Wang, Yitaiqian en verskeie Universiteite vir Wetenskap en Tegnologie van China (Universiteit van Wetenskap en Tegnologie) bevind dat die dinamiese prestasie van die p-band sentrumposisie van valenselektrone relatief tot die Fermi-vlak ‘n belangrike faktor in li -S batterye Interface elektronoordrag reaksie. Die navorsers het bevind dat die kobalt-gebaseerde swaeldraende materiaal met die kleinste positiewe polarisasie en die beste tempo prestasie ‘n kapasiteit van 417.3 Mahg-1 het selfs by 40.0°C, wat ooreenstem met die huidige hoogste drywingsdigtheid van 137.3 kwkg-1. Die navorsingsresultate is gepubliseer in “Joule”, ‘n internasionale joernaal van uitstekende energiemateriaal.

Litium-swael battery is ‘n metaal litium battery positiewe battery stelsel met swael as die positiewe elektrode. Om die veiligheidsprobleem van Li-dendriete wat in die metaal positiewe elektrode op Sjanghai Jiaotong Universiteit geproduseer word op te los, het Wang se span ‘n nuwe tipe litiumbattery-elektrolietoplossing voorberei (met dubbele Litiumfluorosulfonimied word opgelos in triëtielfosfaat en hoë vlampuntfluoroeter om versadigde elektroliet te verkry) . In vergelyking met die hoë-konsentrasie elektroliet, het die nuwe elektroliet lae koste en lae viskositeit, verbeter die beskerming van die metaal Li-elektrode, kan die dendriete van die Li-elektrode effektief verwyder, en elimineer potensiële veiligheidsgevare. Terselfdertyd word veiligheid en elektrochemiese werkverrigting verbeter onder hoë temperatuurtoestande bo 60°C.

Benewens wetenskaplike navorsing, gebruik batterymaatskappye ook litium-swaelbatterye as een van hul tegniese reserwes, en eis aktief tegnologiese deurbrake. Onder hierdie genoteerde maatskappye het China Nuclear Titanium Dioxide, Tibet Urban Investment, Jinlu Group, Guoxun High-tech, Dream Vision Technology en ander maatskappye litium-swaelbatteryprojekte ontplooi.

Alhoewel litium-swael batterye ‘n paar probleme het in die proses om die ideale energiedigtheid te bereik, is daar hoër vereistes vir die dunheid van sommige batterytoepassings, soos onbemande lugvoertuie (UAV), duikbote en soldaatdrasakke. Vir kragtoevoer vir ander doeleindes, aangesien gewig belangriker is as prys of lewensduur, het litium-swaelbatterye begin om praktiese gebruik te word. Die nuwe litium-swaelbattery wat deur die Britse beginnermaatskappy Oxis Energy ontwikkel is, kan byna twee keer die energie per kilogram litiumbatterye stoor wat tans in elektriese voertuie gebruik word. Hulle kan egter nie lank hou nie en sal na ongeveer 100 laai-ontladingsiklusse misluk. Die doelwit van Oxis se klein loodsaanleg is om 10,000 20,000 tot 85 XNUMX batterye per jaar te vervaardig. Daar word gesê dat die battery in ‘n dun sakkie so groot soos ‘n selfoon verpak is. Waarom moet ons die herlewing en herwinning van kraglitiumbatterye so gou moontlik bevorder? Alhoewel my land se litiumbronne vierde in die wêreld is, word ‘n groot hoeveelheid litiumerts elke jaar ingevoer, en die mate van buitelandse afhanklikheid oorskry XNUMX% weens die swak graad van litiumerts, die moeilikheid van suiwering en die hoë koste. . Daarbenewens het die Chinese vraag ook die prys van battery-graad litiumkarbonaat laat styg. In onlangse jare het die prys byna drie keer gestyg, wat die verkrygingskoste van Chinese litiumbatteryvervaardigers aansienlik verhoog het. Aan die een kant is die uitskakeling van kraglitiumbatterye ‘n kosbare “stedelike myn”. Die metaalinhoud is baie hoër as dié van erts, litium, kobalt, nikkel en ander edelmetale. Herwinning en herwinning kan die doeltreffendheid van hulpbronbenutting verbeter, invoere verminder en eksterne Afhanklikheid van en die veiligheid van die nasionale hulpbronstrategie verminder. Zhang Tianren het gesê dat, aan die ander kant, vanuit die perspektief van die voorkoming van besoedeling en die beskerming van die omgewing, as weggegooide litiumbatterye nie behoorlik weggedoen word nie, dit ook groot skade aan die ekologiese omgewing sal veroorsaak.

Ten einde die herwinning en hergebruik van litiumbatterye vir nuwe energievoertuie beter te bevorder, die ekologiese omgewing te beskerm en die veiligheid van nasionale strategiese hulpbronne te verseker, is daar drie belangrike kwessies: die onvolmaakte herwinningstelsel, die onvolwasse herlewingstegnologie en die swak aansporingsmeganisme. Verskeie aspekte het voorstelle gemaak om die gesonde en volhoubare ontwikkeling van my land se nuwe energie-motorbedryf te bevorder.

Die bespoediging van die ontwikkeling van standaarde en verenigende bestuurstandaarde is die basis vir die uitvoering van verwante werk. Hy het voorgestel dat relevante departemente die formulering van bestuurstandaarde, tegniese standaarde en evalueringstandaarde vir die herwinning en hergebruik van gebruikte batterye bespoedig. Moedig streke met industriële voordele aan om nuwe energie-litiumbattery-toesig-, herwinning- en herwinningsplanne en implementeringsmaatreëls te formuleer, en deur middel van voorlopige loodse, nasionale implementeringsmaatreëls te verken wat meer in lyn is met die realiteite in die industrie en meer bruikbaar is.