Tá dul chun cinn déanta ag foireann taighde Li Mingtao ó Scoil na hInnealtóireachta Ceimicí in Ollscoil Xi’an Jiaotong maidir le cadhnraí litiam-sulfair a chur i bhfeidhm trí ábhar catóide a dhearadh agus a fhorbairt le ciseal cosanta déthoiseach graphene. Tá saolré fada rothaíochta ag an ábhar catóide seo.

Cruthaíonn ceapaire intercalation 2d G-C3N4 / graphene líontán siorc ilbhreise idir leictreoidí dearfacha agus diúltacha na ceallraí. Ní amháin go bhféadann sé bac a chur ar ghluaiseacht polaisiúicrídí idir na leictreoidí dearfacha agus diúltacha trí úsáidí fisiceacha agus ceimiceacha, ach dlús a chur le idirleathadh ian litiam, agus ar an gcaoi sin saolré na ceallraí a mhéadú go mór.

I mo thír féin, tá forbairt cadhnraí litiam-sulfair réasúnta déanach, agus tá sé fós i gcéim taighde agus forbartha na saotharlainne, gan mórán feidhmchlár praiticiúil ann. Meastar go bhfuil an éifeacht tointeála de bharr díscaoileadh an sulfíde litiam táirge idirmheánach le linn an phróisis luchtaithe agus scaoilte de chadhnraí sulfair litiam mar phríomhfhachtóir a chuireann srian lena chur i bhfeidhm go praiticiúil.

Dúirt iar-leas-uachtarán Qinghai Dr. Li Technician Technology uair amháin gurb í an tointeáil spáis tuaslagtha polaisiúicríd an fhadhb ceallraí litiam-sulfair is tábhachtaí agus is deacra, agus go bhfuil obair fheabhsaithe ghaolmhar fós sa chéim tosaigh, ach tá sé dóchasach go bhfuil litiam-sulfair ann is féidir cadhnraí a úsáid mar chadhnraí tánaisteacha. Le dlús ard fuinnimh, tá ionchais fhorbartha leathan aige.

I gcomparáid leis an NCM trínáireach príomhshrutha atá ann faoi láthair, tá fuinneamh sonrach teoiriciúil na ceallraí catóide sulfair chomh hard le 2600Wh / kg, atá níos mó ná deich n-uaire fuinneamh na ceallraí litiam a úsáidtear go forleathan faoi láthair. Ina theannta sin, tá cúlchistí sulfair flúirseach agus saor, rud a d’fhéadfadh cabhrú le praghas feithiclí leictreacha atá faoi thiomáint ag cadhnraí litiam a laghdú.

In 2016, mhol an Coimisiún Náisiúnta Forbartha agus Athchóirithe dul chun cinn i dteicneolaíocht ceallraí litiam-sulfair le dlús fuinnimh 300Wh / kg sa “Plean Gníomhaíochta um Réabhlóid agus Nuálaíocht Fuinnimh (2016-2030)”.

I gcodarsnacht leis sin, de réir na mBeart Gníomhaíochta chun Forbairt Thionscal na Cumhachta Feithicleach agus an Plean Forbartha Meántéarmach agus Fadtéarmach do Thionscal na Feithicleach a scaoileadh in 2017 a chur chun cinn, is féidir leis an gcóimheas aon-innill níos mó ná 300Wh / kg a bhaint amach faoi 2020, agus is féidir leis an gcóimheas aon-innill 500Wh a bhaint amach faoi 2025. / kg thuas. Tá dlús fuinnimh teoiriciúil cadhnraí litiam-sulfair níos mó ná 500Wh / kg, mar sin meastar gurb é treo forbartha an chéad ghlúin eile de chórais ceallraí litiam cumhachta tar éis cadhnraí litiam.

D’fhonn na fadhbanna praiticiúla maidir le cadhnraí litiam-sulfair a chur i bhfeidhm a réiteach, lena n-áirítear foireann Qian Hanlin in Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta na Síne, foireann Wang Haihui in Ollscoil Teicneolaíochta na Síne Theas, Ard-Ábhair Stórála Fuinnimh agus Fuinnimh Qingdao Tá dul chun cinn ceannródaíoch déanta ag Foireann Taighde Teicneolaíochta Acadamh Eolaíochtaí na Síne, ár bhfoireann Ceimiceach Nan Fengzheng Ollscoil Xiamen agus foireann taighde Shanghai Ollscoil Jiaotong Wang.

I mí Dheireadh Fómhair 2018, fuair an tOllamh Wang, Yitaiqian agus Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta éagsúla na Síne (Ollscoil Eolaíochta agus Teicneolaíochta) go bhfuil feidhmíocht dhinimiciúil shuíomh lárionad p-bhanda na leictreon faoisimh i gcoibhneas le leibhéal Fermi ina fhachtóir tábhachtach i li -S cadhnraí Imoibriú aistrithe leictreon comhéadain. Fuair ​​na taighdeoirí go bhfuil toilleadh 417.3 Mahg-1 ag an ábhar iompair sulfair atá bunaithe ar chóbalt agus an fheidhmíocht ráta is fearr fiú ag 40.0 ° C, a fhreagraíonn don dlús cumhachta is airde reatha de 137.3 kwkg-1. Foilsíodh torthaí an taighde in “Joule”, iris idirnáisiúnta d’ábhair fuinnimh den scoth.

Is éard atá i gceallraí litiam-sulfair ná córas ceallraí dearfach ceallraí litiam le sulfair mar an leictreoid dhearfach. Chun fadhb sábháilteachta dendrítí Li a tháirgtear san leictreoid dearfach miotail ar Ollscoil Shanghai Jiaotong a réiteach, d’ullmhaigh foireann Wang cineál nua de thuaslagán leictrilít ceallraí litiam (ag baint úsáide as fluairosulfonimíd litiam dúbailte a thuaslagadh i bhfosfáit triethyl agus fluaraiseacht splancphointe ard chun leictrilít sáithithe a fháil) . I gcomparáid leis an leictrilít ardchruinnithe, tá costas íseal agus slaodacht íseal ag an leictrilít nua, feabhsaíonn sé cosaint an leictreoid Li miotail, féadann sé dendrítí an leictreoid Li a bhaint go héifeachtach, agus fáil réidh le guaiseacha sábháilteachta féideartha. Ag an am céanna, déantar sábháilteacht agus feidhmíocht leictriceimiceach a fheabhsú faoi dhálaí ardteochta os cionn 60 ° C.

Chomh maith le taighde eolaíoch, úsáideann cuideachtaí ceallraí cadhnraí litiam-sulfair mar cheann dá gcúlchistí teicniúla, ag éileamh dul chun cinn teicneolaíochta go gníomhach. I measc na gcuideachtaí liostaithe seo, tá tionscadail ceallraí litiam-sulfair imscartha ag an tSín Dé-ocsaíd Tíotáiniam Núicléach na Síne, Tibet Urban Investment, Jinlu Group, Guoxun High-tech, Dream Vision Technology agus cuideachtaí eile.

Cé go bhfuil roinnt fadhbanna ag cadhnraí litiam-sulfair sa phróiseas an dlús fuinnimh idéalach a bhaint amach, tá ceanglais níos airde ann maidir le tanaí roinnt feidhmchlár ceallraí, mar aerfheithiclí gan foireann (UAV), fomhuireáin, agus málaí a iompraíonn saighdiúirí. Maidir le soláthairtí cumhachta chun críocha eile, ós rud é go bhfuil meáchan níos tábhachtaí ná praghas nó beatha, tá tús curtha le húsáid phraiticiúil cadhnraí litiam-sulfair. Is féidir leis an gceallraí litiam-sulfair nua a d’fhorbair an chuideachta nua-thionscanta Briotanach Oxis Energy beagnach dhá oiread an fhuinnimh in aghaidh an chileagraim de chadhnraí litiam a úsáidtear i bhfeithiclí leictreacha a stóráil. Mar sin féin, ní féidir leo maireachtáil fada agus teipfidh orthu tar éis thart ar 100 timthriall urscaoilte muirir. Is é aidhm ghléasra píolótach beag Oxis 10,000 go 20,000 cadhnraí a tháirgeadh in aghaidh na bliana. Deirtear go bhfuil an ceallraí pacáilte i mála tanaí atá chomh mór le fón póca. Cén fáth a gcaithfimid athghiniúint agus athchúrsáil cadhnraí litiam cumhachta a chur chun cinn a luaithe is féidir? Cé go bhfuil acmhainní litiam mo thíre sa cheathrú háit ar domhan, mar gheall ar ghrád lag na méine litiam, deacracht an íonaithe, agus an costas ard, allmhairítear cuid mhór méine litiam gach bliain, agus sáraíonn an méid spleáchais eachtraigh 85% . Ina theannta sin, tá éileamh na Síne tar éis praghas ardú carbónáit litiam ghrád ceallraí a ardú. Le blianta beaga anuas, d’ardaigh an praghas beagnach trí huaire, rud a mhéadaigh go mór costais soláthair mhonaróirí ceallraí litiam na Síne. Ar thaobh amháin, is “mianach uirbeach” luachmhar é cadhnraí litiam cumhachta a dhíchur. Tá an cion miotail i bhfad níos airde ná cion méine, litiam, cóbalt, nicil agus miotail lómhara eile. Féadann athchúrsáil agus athchúrsáil éifeachtúlacht úsáide acmhainní a fheabhsú, allmhairí a laghdú, agus spleáchas seachtrach a laghdú agus slándáil na straitéise acmhainní náisiúnta a chosaint. Dúirt Zhang Tianren, ar an láimh eile, ó pheirspictíocht truailliú a chosc agus an comhshaol a chosaint, mura ndéantar cadhnraí litiam scoite a dhiúscairt i gceart, go ndéanfaidh siad dochar mór don timpeallacht éiceolaíoch freisin.

D’fhonn aisghabháil agus athúsáid cadhnraí litiam d’fheithiclí fuinnimh nua a chur chun cinn níos fearr, an timpeallacht éiceolaíoch a chosaint, agus sábháilteacht acmhainní straitéiseacha náisiúnta a chinntiú, tá trí shaincheist thábhachtacha ann: an córas athchúrsála neamhfhoirfe, an teicneolaíocht athghiniúna neamhaibí, agus an lag meicníocht dreasachta. Chuir roinnt gnéithe moltaí chun cinn chun forbairt shláintiúil agus inbhuanaithe thionscal gluaisteán fuinnimh nua mo thíre a chur chun cinn.

Is é an luas chun forbairt caighdeán agus caighdeáin bhainistíochta a aontú an bonn chun obair ghaolmhar a dhéanamh. Mhol sé go gcuirfeadh ranna ábhartha dlús le foirmliú caighdeán bainistíochta, caighdeáin theicniúla agus caighdeáin mheastóireachta chun athchúrsáil agus athúsáid cadhnraí úsáidte. Réigiúin a bhfuil buntáistí tionsclaíocha acu a spreagadh chun maoirseacht, aisghabháil, agus pleananna athchúrsála ceallraí litiam fuinnimh nua a fhoirmiú, agus trí réamhphíolótaí, bearta cur chun feidhme náisiúnta a iniúchadh atá ar aon dul le réaltachtaí an tionscail agus atá níos inoibrithe.