Xi’an Jiaotong University 화학 공학부의 Li Mingtao 연구팀은 XNUMX차원 그래핀 보호층을 갖는 양극 재료를 설계 및 개발함으로써 리튬-황 배터리 응용 분야에서 획기적인 발전을 이루었습니다. 이 양극재는 수명이 길다.

2d 삽입 G-C3N4/그래핀 샌드위치는 배터리의 양극과 음극 사이에 다층 상어 그물을 형성합니다. 그것은 물리적, 화학적 사용을 통해 양극과 음극 사이의 다황화물의 이동을 차단할 수있을뿐만 아니라 리튬 이온의 확산을 가속화하여 배터리의 사이클 수명을 크게 증가시킵니다.

우리나라에서 리튬-황 배터리의 개발은 비교적 늦게 이루어졌으며 아직 실험실 연구 및 개발 단계에 있으며 실용적인 응용 프로그램이 거의 없습니다. 리튬 유황 전지의 충방전 과정에서 중간 생성물인 황화리튬이 용해되어 발생하는 셔틀 효과는 실제 적용을 제한하는 핵심 요인으로 간주됩니다.

Qinghai Dr. Li Technician Technology의 전 부사장은 다황화물 용해 우주 왕복선이 가장 중요하고 어려운 리튬-황 배터리 문제이며 관련 개선 작업은 아직 초기 단계이지만 그는 리튬-황이 배터리는 XNUMX차 배터리로 사용할 수 있습니다. 높은 에너지 밀도로 광범위한 개발 전망이 있습니다.

현재 주류 2600원 NCM과 비교하여 황 양극 배터리의 이론 비에너지는 XNUMXWh/kg으로 높으며 이는 현재 널리 사용되는 리튬 배터리의 XNUMX배 이상입니다. 또한 유황 매장량이 풍부하고 저렴하여 리튬 배터리로 구동되는 전기 자동차의 가격을 낮추는 데 도움이 될 수 있습니다.

2016년 국가발전개혁위원회(National Development and Reform Commission)는 “에너지 기술 혁명 및 혁신 실행 계획(300-2016)”에서 에너지 밀도가 2030Wh/kg인 리튬-황 배터리 기술의 돌파구를 제안했습니다.

이에 반해 2017년 발표된 자동차발전산업발전추진대책 및 자동차산업 중장기 발전계획에 따르면 300년까지 단일기계 비율이 2020Wh/kg 이상에 도달할 수 있으며, 단일 기계 비율은 500년까지 2025Wh에 도달할 수 있습니다. /kg 위. 리튬-황 배터리의 이론적인 에너지 밀도는 500Wh/kg 이상이므로 리튬 배터리에 이은 차세대 전원 리튬 배터리 시스템의 개발 방향으로 간주됩니다.

중국 과학 기술 대학의 Qian Hanlin 팀, South China University of Technology의 Wang Haihui 팀, Qingdao Energy and Energy Storage Materials Advanced를 포함하여 리튬 황 배터리 응용 프로그램의 실제 문제를 해결하기 위해 중국과학원 기술연구팀, 우리 샤먼대학 화학 Nan Fengzheng 팀, Shanghai Jiaotong University Wang 연구팀은 획기적인 진전을 이루었습니다.

2018년 417.3월 Wang, Yitaiqian 및 다양한 중국 과학 기술 대학(University of Science and Technology)은 페르미 준위와 관련된 원자가 전자의 p-대역 중심 위치의 동적 성능이 리튬의 중요한 요소임을 발견했습니다. -S 배터리 인터페이스 전자 전달 반응. 연구원들은 가장 작은 양의 분극과 최고의 속도 성능을 가진 코발트 기반 황 운반 물질이 1°C에서도 40.0 Mahg-137.3의 용량을 가짐을 발견했으며, 이는 1 kwkg-XNUMX의 현재 최고 전력 밀도에 해당합니다. 연구 결과는 국제우수에너지소재 국제학술지 ‘줄’에 게재됐다.

리튬-황 배터리는 황을 양극으로 사용하는 금속 리튬 배터리 양극 배터리 시스템입니다. Shanghai Jiaotong University의 금속 양극에서 생산된 Li 덴드라이트의 안전 문제를 해결하기 위해 Wang의 팀은 새로운 유형의 리튬 배터리 전해액을 준비했습니다(이중 리튬 플루오로술폰이미드를 인산 트리에틸 및 고인화점 플루오로에테르에 용해하여 포화 전해질을 얻음). . 고농도 전해질과 비교하여 새로운 전해질은 비용이 저렴하고 점도가 낮고 금속 Li 전극의 보호를 강화하고 Li 전극의 수상 돌기를 효과적으로 제거할 수 있으며 잠재적인 안전 위험을 제거합니다. 동시에 60°C 이상의 고온 조건에서 안전성과 전기화학적 성능이 향상됩니다.

배터리 회사는 과학적 연구 외에도 리튬-황 배터리를 기술 매장량 중 하나로 사용하여 기술 혁신을 적극적으로 요구하고 있습니다. 이 상장 기업 중 중국 원자력 이산화티타늄, 티베트 도시 투자, Jinlu 그룹, Guoxun High-tech, Dream Vision Technology 및 기타 회사가 리튬-황 배터리 프로젝트를 배치했습니다.

리튬-황 배터리는 이상적인 에너지 밀도를 달성하는 과정에서 몇 가지 문제가 있지만 무인 항공기(UAV), 잠수함 및 군인 운반 가방과 같은 일부 배터리 응용 분야의 두께에 대한 요구 사항이 더 높습니다. 다른 용도의 전원 공급 장치의 경우 가격이나 수명보다 무게가 더 중요하기 때문에 리튬-황 배터리가 실용화되기 시작했습니다. 영국의 신생 기업인 옥시스 에너지(Oxis Energy)가 개발한 새로운 리튬-황 배터리는 현재 전기 자동차에 사용되는 리튬 배터리 킬로그램당 거의 두 배의 에너지를 저장할 수 있습니다. 그러나 그들은 오래 지속되지 않으며 약 100번의 충전-방전 주기 후에 실패합니다. Oxis의 소규모 파일럿 공장의 목표는 연간 10,000~20,000개의 배터리를 생산하는 것입니다. 휴대폰만한 얇은 가방에 배터리가 들어있다고 한다. 전원 리튬 배터리의 재생 및 재활용을 가능한 한 빨리 촉진해야 하는 이유는 무엇입니까? 우리나라의 리튬 자원은 세계 85위이지만 리튬 광석의 낮은 등급, 정제의 어려움, 높은 비용으로 인해 매년 많은 양의 리튬 광석이 수입되고 해외 의존도가 XNUMX%를 초과합니다. . 또한 중국의 수요로 인해 배터리급 탄산리튬 가격이 급등했습니다. 최근 몇 년 동안 가격이 거의 XNUMX 배나 상승하여 중국 리튬 배터리 제조업체의 조달 비용이 크게 증가했습니다. 한편으로 전원 리튬 배터리의 제거는 귀중한 “도시 광산”입니다. 금속 함량은 광석, 리튬, 코발트, 니켈 및 기타 귀금속보다 훨씬 높습니다. 재활용 및 재활용은 자원 활용 효율을 높이고 수입을 줄이며 외부 의존을 줄이고 국가 자원 전략의 보안을 보호할 수 있습니다. Zhang Tianren은 반면에 오염 방지 및 환경 보호의 관점에서 폐기된 리튬 배터리를 적절하게 처리하지 않으면 생태 환경에도 큰 피해를 줄 것이라고 말했습니다.

신에너지 자동차용 리튬 배터리의 회수 및 재사용을 보다 잘 촉진하고 생태 환경을 보호하며 국가 전략 자원의 안전을 보장하기 위해 불완전한 재활용 시스템, 미성숙한 재생 기술 및 취약한 세 가지 중요한 문제가 있습니다. 인센티브 메커니즘. 여러 측면에서 우리나라의 자동차 신에너지 자동차 산업의 건강하고 지속 가능한 발전을 촉진하기 위한 제안을 제시했습니다.

표준 개발에 박차를 가하고 관리 표준을 통일하는 것은 관련 작업을 수행하는 기반입니다. 그는 관련 부서에서 사용한 배터리의 재활용과 재사용에 대한 관리 기준, 기술 기준 및 평가 기준의 제정에 박차를 가할 것을 제안했습니다. 산업적 이점이 있는 지역이 새로운 에너지 리튬 배터리 감독, 회수, 재활용 계획 및 실행 조치를 공식화하도록 장려하고 예비 파일럿을 통해 업계 현실에 더 부합하고 보다 실행 가능한 국가 실행 조치를 모색합니다.