Li Mingtao, a Xi’an Jiaotong Egyetem Vegyészmérnöki Karának kutatócsoportja áttörést ért el a lítium-kén akkumulátorok alkalmazásában egy kétdimenziós grafén védőréteggel ellátott katódanyag tervezésével és fejlesztésével. Ennek a katód anyagnak hosszú élettartama van.

A 2d interkalációs G-C3N4/grafén szendvics többrétegű cápahálót képez az akkumulátor pozitív és negatív elektródái között. Nemcsak a poliszulfidok mozgását képes blokkolni a pozitív és negatív elektródák között fizikai és kémiai felhasználások révén, hanem felgyorsítja a lítium-ionok diffúzióját is, ezáltal nagymértékben megnöveli az akkumulátor élettartamát.

Hazámban a lítium-kén akkumulátorok fejlesztése viszonylag későn tart, és még mindig laboratóriumi kutatási és fejlesztési szakaszban van, kevés gyakorlati alkalmazással. A lítium-kén akkumulátorok töltési és kisütési folyamata során a köztes termék, a lítium-szulfid feloldódása által okozott ingahatás a gyakorlati alkalmazását korlátozó kulcstényező.

A Qinghai Dr. Li Technician Technology korábbi alelnöke egyszer azt mondta, hogy a poliszulfidban oldott űrsikló a legfontosabb és legnehezebb lítium-kén akkumulátorprobléma, és az ezzel kapcsolatos fejlesztési munka még csak a kezdeti szakaszban van, de optimista, hogy a lítium-kén akkumulátorok másodlagos akkumulátorként használhatók. Magas energiasűrűsége miatt széles fejlődési kilátásokkal rendelkezik.

A jelenlegi fő hármas NCM-mel összehasonlítva a kénkatód akkumulátor elméleti fajlagos energiája 2600 Wh/kg, ami több mint tízszerese a jelenleg széles körben használt lítium akkumulátorénak. Ezenkívül a kéntartalékok bőségesek és olcsók, ami segíthet csökkenteni a lítium akkumulátorral hajtott elektromos járművek árát.

2016-ban a Nemzeti Fejlesztési és Reform Bizottság áttörést javasolt a 300Wh/kg energiasűrűségű lítium-kén akkumulátor-technológiában az „Energiatechnológiai forradalom és innovációs cselekvési tervben (2016-2030)”.

Ezzel szemben a 2017-ben kiadott Gépjárműipari Energiaipar Fejlesztését Elősegítő Intézkedések, valamint az Autóipari Közép- és Hosszú távú Fejlesztési Terv szerint az egygépes arány 300-ra elérheti a 2020Wh/kg-ot is, ill. az egygépes arány 500-re elérheti az 2025Wh-t. /kg felett. A lítium-kén akkumulátorok elméleti energiasűrűsége meghaladja az 500Wh/kg-ot, így ez tekinthető a lítium akkumulátorok után következő generációs teljesítményű lítium akkumulátor rendszerek fejlesztési irányának.

A lítium-kén akkumulátorok alkalmazásának gyakorlati problémáinak megoldása érdekében, beleértve a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem Qian Hanlin csapatát, a Dél-kínai Műszaki Egyetem Wang Haihui csapatát, a Qingdao Energy and Energy Storage Materials Advanced csapatát A Kínai Tudományos Akadémia technológiai kutatócsoportja, a Xiamen Egyetem Chemical Nan Fengzheng csapata és a Shanghai Jiaotong Egyetem Wang kutatócsoportja áttörést ért el.

2018 októberében Wang professzor, Yitaiqian és a Kínai Tudományos és Technológiai Egyetem (Tudományos és Technológiai Egyetem) úgy találta, hogy a vegyértékelektronok p-sáv középponti pozíciójának dinamikus teljesítménye a Fermi-szinthez képest fontos tényező a li. -S akkumulátorok Interfész elektrontranszfer reakció. A kutatók azt találták, hogy a legkisebb pozitív polarizációval és a legjobb sebességgel rendelkező kobalt alapú kénhordozó anyag kapacitása 417.3 Mahg-1 még 40.0 °C-on is, ami megfelel a jelenlegi legmagasabb, 137.3 kwkg-1 teljesítménysűrűségnek. A kutatási eredményeket a „Joule”, a kiváló energetikai anyagok nemzetközi folyóirata publikálta.

A lítium-kén akkumulátor egy fém lítium akkumulátor pozitív akkumulátorrendszer, pozitív elektródaként kénnel. A Sanghaji Jiaotong Egyetem fém pozitív elektródájában előállított Li dendritek biztonsági problémájának megoldására Wang csapata új típusú lítium akkumulátor-elektrolit oldatot készített (kettős lítium-fluor-szulfonimidet használva trietil-foszfátban és magas lobbanáspontú fluor-éterben oldva telített elektrolitot kapnak). . A nagy koncentrációjú elektrolithoz képest az új elektrolit alacsony költségű és alacsony viszkozitású, fokozza a fém Li elektróda védelmét, hatékonyan távolítja el a Li elektróda dendritjeit, és kiküszöböli a potenciális biztonsági veszélyeket. Ugyanakkor a biztonság és az elektrokémiai teljesítmény javul 60°C feletti magas hőmérsékleti körülmények között.

Az akkumulátorcégek a tudományos kutatás mellett a lítium-kén akkumulátorokat is használják műszaki tartalékaik közé, aktívan követelve a technológiai áttöréseket. E jegyzett társaságok közül a China Nuclear Titanium Dioxide, a Tibet Urban Investment, a Jinlu Group, a Guoxun High-tech, a Dream Vision Technology és más cégek lítium-kén akkumulátor projekteket telepítettek.

Bár a lítium-kén akkumulátorok problémái vannak az ideális energiasűrűség elérése során, bizonyos akkumulátor-alkalmazások vékonyságára magasabb követelmények vonatkoznak, mint például a pilóta nélküli légi járművek (UAV), tengeralattjárók és katonahordozó táskák. Az egyéb célú tápegységek esetében, mivel a súly fontosabb, mint az ár vagy az élettartam, a lítium-kén akkumulátorok gyakorlati alkalmazása megkezdődött. A brit Oxis Energy start-up cég által kifejlesztett új lítium-kén akkumulátor csaknem kétszer annyi energiát képes tárolni kilogrammonként, mint az elektromos járművekben jelenleg használt lítium akkumulátorok. Azonban nem bírják sokáig, és körülbelül 100 töltési-kisütési ciklus után meghibásodnak. Az Oxis kisméretű kísérleti üzemének célja évi 10,000-20,000 ezer akkumulátor gyártása. Állítólag az akkumulátor egy mobiltelefon méretű vékony zacskóba van csomagolva. Miért kell a lehető leghamarabb előmozdítanunk a lítium akkumulátorok regenerálását és újrahasznosítását? Bár hazám lítiumkészlete a negyedik helyen áll a világon, a lítiumérc gyenge minősége, a tisztítás nehézsége és a magas költségek miatt évente nagy mennyiségű lítiumércet importálnak, és a külföldi függőség mértéke meghaladja a 85%-ot. . Emellett a kínai kereslet az akkumulátoros minőségű lítium-karbonát árának szárnyalását is befolyásolta. Az elmúlt években közel háromszorosára emelkedett az ár, ami nagymértékben megemelte a kínai lítiumelem-gyártók beszerzési költségeit. Egyrészt a nagy teljesítményű lítium akkumulátorok felszámolása értékes „városi bánya”. A fémtartalom sokkal magasabb, mint az érc, a lítium, a kobalt, a nikkel és más nemesfémek. Az újrahasznosítás és az újrahasznosítás javíthatja az erőforrás-felhasználás hatékonyságát, csökkentheti az importot és csökkentheti a külső Függetlenül a nemzeti erőforrás-stratégia biztonságától és megóvhatja a biztonságot. Zhang Tianren elmondta, hogy másrészt a környezetszennyezés megelőzése és a környezet védelme szempontjából, ha a kiselejtezett lítium akkumulátorokat nem megfelelően ártalmatlanítják, az nagy károkat okoz az ökológiai környezetben is.

A lítium akkumulátorok hasznosításának és újrafelhasználásának jobb elősegítése érdekében az új energetikai járművekben, az ökológiai környezet védelme és a nemzeti stratégiai erőforrások biztonságának biztosítása érdekében három fontos kérdés van: a tökéletlen újrahasznosítási rendszer, az éretlen regenerációs technológia és a gyenge ösztönző mechanizmus. Számos szempont terjesztett elő javaslatot hazám új energetikai autóiparának egészséges és fenntartható fejlődésének előmozdítására.

A szabványok kidolgozásának felgyorsítása és az irányítási szabványok egységesítése az alapja a kapcsolódó munkák elvégzésének. Javasolta, hogy az illetékes osztályok gyorsítsák fel a használt akkumulátorok újrahasznosítására és újrafelhasználására vonatkozó irányítási szabványok, műszaki szabványok és értékelési szabványok megfogalmazását. Ösztönözze az ipari előnyökkel rendelkező régiókat, hogy dolgozzanak ki új energia-lítium-akkumulátor-felügyeleti, -visszanyerési és -újrahasznosítási terveket és végrehajtási intézkedéseket, és előzetes kísérleti projektek révén fedezzék fel azokat a nemzeti végrehajtási intézkedéseket, amelyek jobban megfelelnek az ipari realitásnak és jobban működőképesek.