Сиань Цзяотонг университетинин Химиялык инженерия мектебинин Ли Мингтаонун изилдөө тобу эки өлчөмдүү графен коргоочу катмары бар катоддук материалды долбоорлоо жана өнүктүрүү аркылуу литий-күкүрттүү батареяларды колдонууда бурулуш жасады. Бул катод материалы узак цикл өмүргө ээ.

2d интеркалация G-C3N4/графен сэндвич батареянын оң жана терс электроддорунун ортосунда көп катмарлуу акула торлорун түзөт. Ал физикалык жана химиялык колдонуу аркылуу оң жана терс электроддордун ортосундагы полисульфиддердин кыймылын гана бөгөттөп койбостон, литий иондорунун диффузиясын тездетип, ошону менен батареянын циклинин мөөнөтүн бир топ жогорулатат.

Менин өлкөмдө литий-күкүрттүү батареяларды иштеп чыгуу салыштырмалуу кеч болуп калды жана ал дагы эле лабораториялык изилдөө жана иштеп чыгуу стадиясында, практикалык колдонмолору аз. Литий күкүрттүү аккумуляторлорду заряддоо жана разряддоо процессинде аралык продукты литий сульфидинин эрип кетишинен улам келип чыккан «Шаттл» эффектиси анын практикалык колдонулушун чектеген негизги фактор болуп эсептелет.

Цинхайдын мурдагы вице-президенти доктор Ли Техник Технологиясынын бир жолу полисульфиддик эриген космостук кеме эң маанилүү жана татаал литий-күкүрттүү батарея көйгөйү экенин жана аны жакшыртуу иштери дагы деле баштапкы этапта экенин айтты, бирок ал литий-күкүрт батареяларды экинчи батареялар катары колдонсо болот. жогорку энергия тыгыздыгы менен, ал кенен өнүгүү келечеги бар.

Учурдагы негизги үчтүк NCM менен салыштырганда, күкүрт катод батареясынын теориялык өзгөчө энергиясы 2600Wh / кг жогору, бул учурда кеңири колдонулган литий батареясынан он эседен ашык. Мындан тышкары, күкүрттүн запасы көп жана арзан, бул литий батареялары менен иштеген электр унааларынын баасын төмөндөтүүгө жардам берет.

2016-жылы Өнүктүрүү жана реформалоо боюнча улуттук комиссия “Энергетикалык технология революциясы жана инновациялар боюнча иш-аракеттер планында (300-2016)” энергиянын тыгыздыгы 2030Wh/kg болгон литий-күкүрттүү аккумулятордук аккумулятор технологиясында ачылышты сунуштаган.

Ал эми, 2017-жылы жарык көргөн Автоунаа энергетика тармагын өнүктүрүүгө көмөк көрсөтүү боюнча иш-чараларга жана Автоунаа өнөр жайын өнүктүрүүнүн орто жана узак мөөнөттүү планына ылайык, 300-жылга карата бир машинанын катышы 2020 Вт/кгдан ашат жана бир машина катышы 500Wh жетиши мүмкүн 2025. / кг жогору. Литий-күкүрттүү батареялардын теориялык энергия тыгыздыгы 500Wh / кг жогору, ошондуктан ал литий батарейкалардан кийин кубаттуу литий батарейка системаларынын кийинки муунун өнүктүрүү багыты болуп саналат.

Литий-күкүрттүү батареяларды колдонуудагы практикалык маселелерди чечүү үчүн, анын ичинде Кытайдын Илим жана технология университетинин Цянь Ханьлин командасы, Түштүк Кытай технологиялык университетинин Ван Хайхуи командасы, Циндао энергетика жана энергияны сактоочу материалдар Advanced Кытай Илимдер академиясынын технологиялык изилдөө тобу, биздин Xiamen университетинин химиялык Нан Фэнчжэн командасы жана Шанхай Цзяотонг университетинин Вангдын изилдөө тобу чоң ийгиликтерге жетишти.

2018-жылдын октябрында профессор Ванг, Йитайцян жана Кытайдын ар кандай Илим жана технология университети (Илим жана технология университети) Ферми деңгээлине салыштырмалуу валенттүү электрондордун p-диапазонун борбордогу абалынын динамикалык көрсөткүчү ли -S батарейкалар Интерфейс электрон өткөрүү реакциясы. Окумуштуулар эң аз оң поляризациясы жана эң жакшы көрсөткүчү менен кобальт негизиндеги күкүрттү алып жүрүүчү материал 417.3°C температурада да 1 Mahg-40.0 сыйымдуулугуна ээ экенин аныкташкан, бул учурдагы эң жогорку кубаттуулук тыгыздыгы 137.3 kwkg-1ге туура келет. Изилдөөнүн натыйжалары эң сонун энергетикалык материалдардын эл аралык журналында «Джоулда» жарыяланды.

Литий-күкүрттүү батарейка – бул оң электрод катары күкүрт бар металл литий батареясынын оң батарея системасы. Шанхай Цзяотонг университетинде металл оң электроддо өндүрүлгөн Ли дендриттеринин коопсуздук маселесин чечүү үчүн Вандын командасы литий батареясынын электролит эритмесинин жаңы түрүн даярдады (кош литий фторосульфонимиди триэтилфосфатта эритүү жана каныккан электролит алуу үчүн жогорку флюороэфирди колдонуу) . Жогорку концентрациядагы электролит менен салыштырганда, жаңы электролит арзан баага жана төмөн илешкектүүлүккө ээ, металл Li электродунун коргоосун күчөтөт, Li электродунун дендриттерин эффективдүү алып салат жана потенциалдуу коопсуздук коркунучтарын жок кылат. Ошол эле учурда, коопсуздук жана электрохимиялык көрсөткүчтөрү 60 ° C жогору жогорку температура шарттарында жакшыртат.

Илимий изилдөөлөрдөн тышкары, аккумулятордук ишканалар литий-күкүрттүү аккумуляторлорду өздөрүнүн техникалык резервдеринин бири катары колдонушат, алар технологиялык ачылыштарды активдүү талап кылышат. Бул тизмеленген компаниялардын арасында Кытай ядролук титан диоксиди, Тибет шаардык инвестиция, Jinlu Group, Guoxun High-tech, Dream Vision Technology жана башка компаниялар литий-күкүрт батарейка долбоорлорун жайгаштырган.

Литий-күкүрттүү батарейкаларда идеалдуу энергия тыгыздыгына жетүү процессинде кээ бир көйгөйлөр бар болсо да, пилотсуз учуучу аппараттар (UAV), суу астында жүрүүчү кайыктар жана аскерлердин сумкалары сыяктуу кээ бир батарея колдонмолорунун ичкелигине жогорку талаптар коюлат. Башка максаттар үчүн энергия булактары үчүн, салмагы баа же өмүргө караганда маанилүү болгондуктан, литий-күкүрттүү аккумуляторлор иш жүзүндө колдонула баштады. Британдык стартап компаниясы Oxis Energy тарабынан иштелип чыккан жаңы литий-күкүрттүү аккумулятор азыркы учурда электр унааларында колдонулуп жаткан литий батареяларынын бир килограммына дээрлик эки эсе көп энергияны сактай алат. Бирок алар көпкө чыдай албайт жана 100гө жакын заряд-разряд циклинен кийин иштен чыгат. Оксистин чакан пилоттук заводунун максаты – жылына 10,000 20,000ден 85 XNUMXге чейин аккумулятор чыгаруу. Батареянын көлөмү уюлдук телефондой болгон жука баштыкка салынганы айтылат. Эмне үчүн биз мүмкүн болушунча тезирээк кубаттуу литий батареяларын регенерациялоого жана кайра иштетүүгө көмөктөшүшүбүз керек? Менин өлкөмдүн литий ресурстары дүйнөдө төртүнчү орунду ээлегени менен, литий рудасынын начар сортуна, тазалоонун татаалдыгына жана кымбаттыгына байланыштуу, жыл сайын литий рудасынын чоң көлөмү импорттолот жана тышкы көз карандылыктын деңгээли XNUMX% дан ашат. . Мындан тышкары, Кытайдын суроо-талабы да батарейка классындагы литий карбонаттын баасынын көтөрүлүшүнө түрткү болду. Акыркы жылдары, баасы абдан кытай литий батарея өндүрүүчүлөрдүн сатып алуу чыгымдарын көбөйттү, дээрлик үч эсеге өстү. Бир жагынан алганда, күч литий батареяларды жок кылуу кымбат баалуу “шаардык кен” болуп саналат. Металлдын курамы рудага, литийге, кобальтка, никельге жана башка баалуу металлдарга караганда бир топ жогору. Кайра иштетүү жана кайра иштетүү ресурстарды пайдалануунун натыйжалуулугун жогорулатууга, импортту кыскартууга жана тышкы көз карандылыкты азайтууга жана улуттук ресурстук стратегиянын коопсуздугун коргоого жардам берет. Чжан Тянрен, экинчи жагынан, булгануунун алдын алуу жана айлана-чөйрөнү коргоо жагынан, эгерде ыргытылган литий батареялары туура эмес утилизацияланбаса, алар экологиялык чөйрөгө да чоң зыян келтирерин айтты.

Жаңы энергетикалык унаалар үчүн литий батареяларын калыбына келтирүүнү жана кайра колдонууну жакшыртуу, экологиялык чөйрөнү коргоо жана улуттук стратегиялык ресурстардын коопсуздугун камсыз кылуу үчүн үч маанилүү маселе бар: кемчиликсиз кайра иштетүү системасы, жетиле элек регенерация технологиясы жана алсыз стимул механизми. Бир нече аспектилер менин өлкөмдүн жаңы энергетикалык автомобиль өнөр жайын сергек жана туруктуу өнүктүрүүгө көмөк көрсөтүү боюнча сунуштарды алдыга койду.

Стандарттарды иштеп чыгууну тездетуу жана башкаруу стандарттарын унификациялоо тиешелүү иштерди жүргүзүү үчүн негиз болуп саналат. Ал тиешелүү ведомстволорго колдонулган аккумуляторлорду кайра иштетүү жана кайра пайдалануу боюнча башкаруу стандарттарын, техникалык стандарттарды жана баалоо стандарттарын иштеп чыгууну тездетүүнү сунуштады. Өнөр жай артыкчылыктары бар аймактарды жаңы энергия литий батарейкасын көзөмөлдөө, калыбына келтирүү жана кайра иштетүү пландарын жана ишке ашыруу чараларын иштеп чыгууга шыктандырыңыз, ошондой эле алдын ала пилоттор аркылуу өнөр жай реалдуулугуна көбүрөөк шайкеш келген жана иштей турган улуттук ишке ашыруу чараларын изилдеңиз.