Η ερευνητική ομάδα του Li Mingtao από τη Σχολή Χημικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Xi’an Jiaotong έκανε μια σημαντική ανακάλυψη στην εφαρμογή μπαταριών λιθίου-θείου σχεδιάζοντας και αναπτύσσοντας ένα υλικό καθόδου με ένα δισδιάστατο προστατευτικό στρώμα γραφενίου. Αυτό το υλικό καθόδου έχει μεγάλη διάρκεια ζωής.

Το σάντουιτς 2d παρεμβολής G-C3N4/γραφενίου σχηματίζει ένα πολυστρωματικό δίχτυ καρχαρία μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων της μπαταρίας. Δεν μπορεί μόνο να εμποδίσει την κίνηση των πολυσουλφιδίων μεταξύ των θετικών και αρνητικών ηλεκτροδίων μέσω φυσικών και χημικών χρήσεων, αλλά και να επιταχύνει τη διάχυση των ιόντων λιθίου, αυξάνοντας έτσι σημαντικά τη διάρκεια ζωής του κύκλου της μπαταρίας.

Στη χώρα μου, η ανάπτυξη των μπαταριών λιθίου-θείου έχει καθυστερήσει σχετικά, και βρίσκεται ακόμη στο στάδιο της εργαστηριακής έρευνας και ανάπτυξης, με λίγες πρακτικές εφαρμογές. Το φαινόμενο μεταφοράς που προκαλείται από τη διάλυση του ενδιάμεσου προϊόντος θειούχου λιθίου κατά τη διαδικασία φόρτισης και εκφόρτισης των μπαταριών θείου λιθίου θεωρείται βασικός παράγοντας που περιορίζει την πρακτική εφαρμογή του.

Ο πρώην αντιπρόεδρος του Qinghai Dr. Οι μπαταρίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως δευτερεύουσες μπαταρίες. Με υψηλή ενεργειακή πυκνότητα, έχει ευρείες προοπτικές ανάπτυξης.

Σε σύγκριση με το τρέχον τριαδικό NCM, η θεωρητική ειδική ενέργεια της μπαταρίας καθόδου θείου είναι τόσο υψηλή όσο 2600 Wh/kg, που είναι περισσότερο από δέκα φορές μεγαλύτερη από αυτή της ευρέως χρησιμοποιούμενης μπαταρίας λιθίου. Επιπλέον, τα αποθέματα θείου είναι άφθονα και φθηνά, γεγονός που μπορεί να συμβάλει στη μείωση της τιμής των ηλεκτρικών οχημάτων που τροφοδοτούνται από μπαταρίες λιθίου.

Το 2016, η Εθνική Επιτροπή Ανάπτυξης και Μεταρρυθμίσεων πρότεινε μια σημαντική ανακάλυψη στην τεχνολογία μπαταριών λιθίου-θείου με ενεργειακή πυκνότητα 300 Wh/kg στο «Σχέδιο Δράσης για την Επανάσταση της Ενεργειακής Τεχνολογίας και την Καινοτομία (2016-2030)».

Αντίθετα, σύμφωνα με τα Μέτρα Δράσης για την Προώθηση της Ανάπτυξης της Αυτοκινητοβιομηχανίας και το Μεσοπρόθεσμο και Μακροπρόθεσμο Σχέδιο Ανάπτυξης για την Αυτοκινητοβιομηχανία που κυκλοφόρησε το 2017, η αναλογία μιας μηχανής μπορεί να φτάσει πάνω από 300 Wh/kg έως το 2020, και η αναλογία ενός μηχανήματος μπορεί να φτάσει τις 500 Wh μέχρι το 2025. /kg παραπάνω. Η θεωρητική ενεργειακή πυκνότητα των μπαταριών λιθίου-θείου είναι μεγαλύτερη από 500 Wh/kg, επομένως θεωρείται ότι είναι η κατεύθυνση ανάπτυξης της επόμενης γενιάς συστημάτων ισχύος μπαταριών λιθίου μετά τις μπαταρίες λιθίου.

Προκειμένου να λυθούν τα πρακτικά προβλήματα στην εφαρμογή μπαταριών λιθίου-θείου, συμπεριλαμβανομένης της ομάδας Qian Hanlin του Πανεπιστημίου Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας, της ομάδας Wang Haihui του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου της Νότιας Κίνας, της Qingdao Energy and Energy Storage Materials Advanced Η ερευνητική ομάδα τεχνολογίας της Κινεζικής Ακαδημίας Επιστημών, η ομάδα Χημικών Nan Fengzheng του Πανεπιστημίου Xiamen και η ερευνητική ομάδα του Πανεπιστημίου Shanghai Jiaotong Wang έχει σημειώσει σημαντική πρόοδο.

Τον Οκτώβριο του 2018, ο καθηγητής Wang, ο Yitaiqian και διάφορα Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας της Κίνας (Πανεπιστήμιο Επιστήμης και Τεχνολογίας) διαπίστωσαν ότι η δυναμική απόδοση της κεντρικής θέσης της ζώνης p των ηλεκτρονίων σθένους σε σχέση με το επίπεδο Fermi είναι ένας σημαντικός παράγοντας στο -Μπαταρίες S Αντίδραση μεταφοράς ηλεκτρονίων διεπαφής. Οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι το υλικό μεταφοράς θείου με βάση το κοβάλτιο με τη μικρότερη θετική πόλωση και την καλύτερη απόδοση ρυθμού έχει χωρητικότητα 417.3 Mahg-1 ακόμη και στους 40.0°C, που αντιστοιχεί στην τρέχουσα υψηλότερη πυκνότητα ισχύος 137.3 kwkg-1. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο «Joule», ένα διεθνές περιοδικό εξαιρετικών ενεργειακών υλικών.

Η μπαταρία λιθίου-θείου είναι ένα μεταλλικό σύστημα θετικής μπαταρίας λιθίου με θετικό ηλεκτρόδιο το θείο. Για να λύσει το πρόβλημα ασφάλειας των δενδριτών Li που παράγονται στο θετικό ηλεκτρόδιο μετάλλου στο Πανεπιστήμιο της Σαγκάης Jiaotong, η ομάδα του Wang ετοίμασε έναν νέο τύπο διαλύματος ηλεκτρολύτη μπαταρίας λιθίου (χρησιμοποιώντας διπλό φθοροσουλφονιμίδιο λιθίου διαλύεται σε φωσφορικό τριαιθυλεστέρα και φθοραιθέρα υψηλού σημείου ανάφλεξης για να ληφθεί κορεσμένος ηλεκτρολύτης). . Σε σύγκριση με τον ηλεκτρολύτη υψηλής συγκέντρωσης, ο νέος ηλεκτρολύτης έχει χαμηλό κόστος και χαμηλό ιξώδες, ενισχύει την προστασία του μεταλλικού ηλεκτροδίου Li, μπορεί να αφαιρέσει αποτελεσματικά τους δενδρίτες του ηλεκτροδίου Li και εξαλείφει πιθανούς κινδύνους ασφαλείας. Ταυτόχρονα, η ασφάλεια και η ηλεκτροχημική απόδοση βελτιώνονται σε συνθήκες υψηλής θερμοκρασίας άνω των 60°C.

Εκτός από την επιστημονική έρευνα, οι εταιρείες μπαταριών χρησιμοποιούν επίσης μπαταρίες λιθίου-θείου ως ένα από τα τεχνικά τους αποθέματα, απαιτώντας ενεργά τεχνολογικές ανακαλύψεις. Μεταξύ αυτών των εισηγμένων εταιρειών, η China Nuclear Titanium Dioxide, η Tibet Urban Investment, η Jinlu Group, η Guoxun High-tech, η Dream Vision Technology και άλλες εταιρείες έχουν αναπτύξει έργα μπαταριών λιθίου-θείου.

Αν και οι μπαταρίες λιθίου-θείου έχουν κάποια προβλήματα στη διαδικασία επίτευξης της ιδανικής ενεργειακής πυκνότητας, υπάρχουν υψηλότερες απαιτήσεις για την λεπτότητα ορισμένων εφαρμογών μπαταριών, όπως τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV), τα υποβρύχια και οι τσάντες μεταφοράς στρατιωτών. Για τροφοδοτικά για άλλους σκοπούς, καθώς το βάρος είναι πιο σημαντικό από την τιμή ή τη διάρκεια ζωής, οι μπαταρίες λιθίου-θείου έχουν αρχίσει να χρησιμοποιούνται στην πράξη. Η νέα μπαταρία λιθίου-θείου που αναπτύχθηκε από τη βρετανική νεοσύστατη εταιρεία Oxis Energy μπορεί να αποθηκεύσει σχεδόν διπλάσια ενέργεια ανά κιλό μπαταριών λιθίου που χρησιμοποιούνται σήμερα σε ηλεκτρικά οχήματα. Ωστόσο, δεν μπορούν να διαρκέσουν πολύ και θα αποτύχουν μετά από περίπου 100 κύκλους φόρτισης-εκφόρτισης. Ο στόχος του μικρού πιλοτικού εργοστασίου της Oxis είναι να παράγει 10,000 έως 20,000 μπαταρίες ετησίως. Λέγεται ότι η μπαταρία είναι συσκευασμένη σε μια λεπτή τσάντα στο μέγεθος ενός κινητού τηλεφώνου. Γιατί πρέπει να προωθήσουμε την αναγέννηση και την ανακύκλωση των ηλεκτρικών μπαταριών λιθίου το συντομότερο δυνατό; Αν και οι πόροι λιθίου της χώρας μου κατέχουν την τέταρτη θέση στον κόσμο, λόγω της κακής ποιότητας του μεταλλεύματος λιθίου, της δυσκολίας καθαρισμού και του υψηλού κόστους, κάθε χρόνο εισάγεται μεγάλη ποσότητα λιθίου και ο βαθμός εξάρτησης από το εξωτερικό υπερβαίνει το 85% . Επιπλέον, η κινεζική ζήτηση έχει οδηγήσει επίσης στα ύψη την τιμή του ανθρακικού λιθίου ποιότητας μπαταρίας. Τα τελευταία χρόνια, η τιμή έχει αυξηθεί σχεδόν τρεις φορές, γεγονός που έχει αυξήσει σημαντικά το κόστος προμήθειας των Κινέζων κατασκευαστών μπαταριών λιθίου. Από τη μία πλευρά, η εξάλειψη των ηλεκτρικών μπαταριών λιθίου είναι ένα πολύτιμο «αστικό ορυχείο». Η περιεκτικότητα σε μέταλλα είναι πολύ μεγαλύτερη από αυτή του μεταλλεύματος, του λιθίου, του κοβαλτίου, του νικελίου και άλλων πολύτιμων μετάλλων. Η ανακύκλωση και η ανακύκλωση μπορούν να βελτιώσουν την αποδοτικότητα της χρήσης των πόρων, να μειώσουν τις εισαγωγές και να μειώσουν τις εξωτερικές Βασίζονται στην εθνική στρατηγική πόρων και να προστατεύουν την ασφάλεια. Ο Zhang Tianren είπε ότι, από την άλλη πλευρά, από την άποψη της πρόληψης της ρύπανσης και της προστασίας του περιβάλλοντος, εάν οι απορριφθείσες μπαταρίες λιθίου δεν απορριφθούν σωστά, θα προκαλέσουν επίσης μεγάλη βλάβη στο οικολογικό περιβάλλον.

Προκειμένου να προωθηθεί καλύτερα η ανάκτηση και η επαναχρησιμοποίηση των μπαταριών λιθίου για οχήματα νέας ενέργειας, η προστασία του οικολογικού περιβάλλοντος και η διασφάλιση της ασφάλειας των εθνικών στρατηγικών πόρων, υπάρχουν τρία σημαντικά ζητήματα: το ατελές σύστημα ανακύκλωσης, η ανώριμη τεχνολογία αναγέννησης και η αδύναμη μηχανισμός κινήτρων. Διάφορες πτυχές έχουν υποβάλει προτάσεις για την προώθηση της υγιούς και βιώσιμης ανάπτυξης της νέας ενεργειακής αυτοκινητοβιομηχανίας της χώρας μου.

Η επιτάχυνση της ανάπτυξης προτύπων και η ενοποίηση των προτύπων διαχείρισης αποτελούν τη βάση για την εκτέλεση σχετικών εργασιών. Πρότεινε στα αρμόδια τμήματα να επιταχύνουν τη διαμόρφωση προτύπων διαχείρισης, τεχνικών προτύπων και προτύπων αξιολόγησης για την ανακύκλωση και επαναχρησιμοποίηση των χρησιμοποιημένων μπαταριών. Ενθαρρύνετε τις περιοχές με βιομηχανικά πλεονεκτήματα να διαμορφώσουν νέα σχέδια και μέτρα εφαρμογής για την επίβλεψη, ανάκτηση και ανακύκλωση μπαταριών λιθίου ενέργειας και μέσω προκαταρκτικών πιλοτικών δοκιμών, να διερευνήσουν εθνικά μέτρα εφαρμογής που συνάδουν περισσότερο με την πραγματικότητα του κλάδου και είναι πιο λειτουργικά.