Li Mingtao mokslininkų grupė iš Xi’an Jiaotong universiteto Cheminės inžinerijos mokyklos padarė proveržį ličio ir sieros baterijų taikymo srityje, suprojektuodama ir kurdama katodo medžiagą su dvimačiu grafeno apsauginiu sluoksniu. Šios katodo medžiagos veikimo ciklas yra ilgas.

2d interkalacija G-C3N4/grafeno sumuštinis sudaro daugiasluoksnį ryklio tinklą tarp teigiamo ir neigiamo akumuliatoriaus elektrodo. Jis gali ne tik blokuoti polisulfidų judėjimą tarp teigiamų ir neigiamų elektrodų naudojant fizinį ir cheminį naudojimą, bet ir pagreitinti ličio jonų difuziją, taip labai pailgindamas akumuliatoriaus veikimo laiką.

Mano šalyje ličio-sieros baterijos kuriamos palyginti vėlai, o tai vis dar yra laboratorinių tyrimų ir plėtros stadijoje, praktiškai pritaikyta nedaug. Laikoma, kad pagrindiniu veiksniu, ribojančiu jo praktinį taikymą, pervežimo efektas, atsirandantis dėl tarpinio produkto ličio sulfido ištirpimo ličio sieros akumuliatorių įkrovimo ir iškrovimo proceso metu.

Buvęs Qinghai viceprezidentas Dr. Li Technician Technology kartą pasakė, kad polisulfidas ištirpęs erdvėlaivis yra pati svarbiausia ir sudėtingiausia ličio ir sieros akumuliatorių problema, o su jais susiję tobulinimo darbai dar tik pradiniame etape, tačiau jis optimistiškai vertina ličio ir sieros kiekį. baterijas galima naudoti kaip antrines baterijas. Dėl didelio energijos tankio jis turi plačias vystymosi perspektyvas.

Palyginti su dabartiniu pagrindiniu trijų komponentų NCM, sieros katodo baterijos teorinė savitoji energija yra net 2600 Wh / kg, o tai daugiau nei dešimt kartų viršija šiuo metu plačiai naudojamą ličio bateriją. Be to, sieros atsargos yra gausios ir nebrangios, o tai gali padėti sumažinti ličio baterijomis varomų elektromobilių kainą.

2016 metais Nacionalinė plėtros ir reformų komisija „Energetikos technologijų revoliucijos ir inovacijų veiksmų plane (300-2016)“ pasiūlė 2030Wh/kg energijos tankio ličio-sieros baterijų technologijos proveržį.

Priešingai, pagal 2017 m. paskelbtą „Automobilių energetikos pramonės plėtros skatinimo veiksmų priemones“ ir Vidutinės ir ilgalaikės automobilių pramonės plėtros planą, vienos mašinos santykis iki 300 m. gali siekti daugiau nei 2020 Wh/kg, o vienos mašinos santykis gali siekti 500Wh iki 2025 m. /kg aukščiau. Teorinis ličio-sieros akumuliatorių energijos tankis yra didesnis nei 500Wh/kg, todėl tai laikoma naujos kartos galios ličio baterijų sistemų vystymosi kryptimi po ličio baterijų.

Siekiant išspręsti praktines ličio ir sieros baterijų taikymo problemas, įskaitant Kinijos mokslo ir technologijų universiteto Qian Hanlin komandą, Pietų Kinijos technologijos universiteto Wang Haihui komandą, Čingdao energijos ir energijos saugojimo medžiagų pažangiąsias technologijas. Kinijos mokslų akademijos technologijų tyrimų grupė, mūsų Xiamen universiteto Chemijos Nan Fengzheng komanda ir Šanchajaus Jiaotong universiteto Wang tyrimų grupė padarė pažangą.

2018 m. spalio mėn. profesorius Wangas, Yitaiqianas ir įvairūs Kinijos mokslo ir technologijų universitetai (Mokslo ir technologijų universitetas) nustatė, kad valentinių elektronų p-juostos centro padėties dinaminė charakteristika, palyginti su Fermi lygiu, yra svarbus veiksnys. -S baterijos Sąsajos elektronų perdavimo reakcija. Tyrėjai nustatė, kad kobalto pagrindu pagamintos sieros medžiagos, turinčios mažiausią teigiamą poliarizaciją ir geriausią greitį, net 417.3 °C temperatūroje yra 1 Mahg-40.0, o tai atitinka dabartinį didžiausią galios tankį – 137.3 kwkg-1. Tyrimo rezultatai buvo paskelbti tarptautiniame puikių energetinių medžiagų žurnale „Joule“.

Ličio ir sieros akumuliatorius yra metalo ličio akumuliatoriaus teigiama akumuliatoriaus sistema, kurios teigiamas elektrodas yra siera. Siekdama išspręsti Li dendritų, pagamintų iš metalo teigiamo elektrodo Šanchajaus Jiaotong universitete, saugos problemą, Wang komanda paruošė naujo tipo ličio akumuliatoriaus elektrolito tirpalą (naudojant dvigubą ličio fluorsulfonimidą, ištirpintą trietilo fosfate ir aukštos pliūpsnio temperatūros fluoroeteryje, kad būtų gautas prisotintas elektrolitas). . Palyginti su didelės koncentracijos elektrolitu, naujasis elektrolitas turi mažą kainą ir mažą klampumą, pagerina metalinio Li elektrodo apsaugą, gali veiksmingai pašalinti Li elektrodo dendritus ir pašalina galimus pavojus saugai. Tuo pačiu metu saugumas ir elektrocheminės savybės gerėja esant aukštai temperatūrai virš 60°C.

Be mokslinių tyrimų, akumuliatorių įmonės taip pat naudoja ličio sieros baterijas kaip vieną iš techninių atsargų, aktyviai reikalaudamos technologinių proveržių. Tarp šių listinguojamų bendrovių „China Nuclear Titanium Dioxide“, „Tibet Urban Investment“, „Jinlu Group“, „Guoxun High-tech“, „Dream Vision Technology“ ir kitos bendrovės yra įdiegusios ličio ir sieros baterijų projektus.

Nors ličio ir sieros baterijos turi tam tikrų problemų, kad būtų pasiektas idealus energijos tankis, kai kurių baterijų, tokių kaip nepilotuojami orlaiviai (UAV), povandeniniai laivai ir kareivių nešiojimo krepšiai, plonumo reikalavimai keliami didesni. Kitoms reikmėms skirtiems maitinimo šaltiniams, kadangi svoris yra svarbesnis už kainą ar tarnavimo laiką, ličio sieros akumuliatoriai buvo pradėti praktiškai naudoti. Didžiosios Britanijos startuolių bendrovės „Oxis Energy“ sukurta nauja ličio-sieros baterija gali sukaupti beveik dvigubai daugiau energijos vienam kilogramui šiuo metu elektromobiliuose naudojamų ličio baterijų. Tačiau jie negali tarnauti ilgai ir suges po maždaug 100 įkrovimo-iškrovimo ciklų. „Oxis“ nedidelės bandomosios gamyklos tikslas – pagaminti nuo 10,000 20,000 iki 85 XNUMX baterijų per metus. Teigiama, kad baterija supakuota į ploną, mobiliojo telefono dydžio maišelį. Kodėl turime kuo greičiau skatinti galios ličio baterijų regeneravimą ir perdirbimą? Nors mano šalies ličio ištekliai užima ketvirtą vietą pasaulyje, dėl prastos ličio rūdos kokybės, valymo sunkumų ir brangumo, kasmet įvežama daug ličio rūdos, o priklausomybės nuo užsienio laipsnis viršija XNUMX proc. . Be to, Kinijos paklausa taip pat padidino akumuliatoriaus ličio karbonato kainą. Pastaraisiais metais kaina išaugo beveik tris kartus, o tai labai padidino Kinijos ličio baterijų gamintojų pirkimo išlaidas. Viena vertus, galios ličio baterijų pašalinimas yra brangi „miesto kasykla“. Metalo kiekis yra daug didesnis nei rūdos, ličio, kobalto, nikelio ir kitų tauriųjų metalų. Perdirbimas ir perdirbimas gali pagerinti išteklių naudojimo efektyvumą, sumažinti importą ir sumažinti išorės Priklausomai nuo nacionalinės išteklių strategijos saugumo ir apsaugoti ją. Zhang Tianren teigė, kad, kita vertus, taršos prevencijos ir aplinkos apsaugos požiūriu, jei išmestos ličio baterijos nebus tinkamai išmestos, jos taip pat padarys didelę žalą ekologinei aplinkai.

Siekiant geriau skatinti ličio baterijų atgavimą ir pakartotinį naudojimą naujoms energetinėms transporto priemonėms, apsaugoti ekologinę aplinką ir užtikrinti nacionalinių strateginių išteklių saugumą, yra trys svarbūs klausimai: netobula perdirbimo sistema, nesubrendusi regeneravimo technologija ir silpna. skatinimo mechanizmas. Keletas aspektų pateikė pasiūlymų, kaip skatinti sveiką ir tvarų mano šalies naujosios energijos automobilių pramonės vystymąsi.

Standartų kūrimo spartinimas ir valdymo standartų suvienodinimas yra su tuo susijusių darbų atlikimo pagrindas. Jis pasiūlė, kad atitinkami padaliniai paspartintų panaudotų baterijų perdirbimo ir pakartotinio naudojimo valdymo standartų, techninių standartų ir vertinimo standartų formulavimą. Skatinti regionus, turinčius pranašumų pramonėje, parengti naujus energijos ličio baterijų priežiūros, regeneravimo ir perdirbimo planus bei įgyvendinimo priemones, o atliekant preliminarius bandomuosius projektus, ištirti nacionalines įgyvendinimo priemones, kurios labiau atitinka pramonės realijas ir yra veiksmingesnės.