Сиань Жяотон их сургуулийн Химийн инженерийн сургуулийн Ли Мин Таогийн судалгааны баг хоёр хэмжээст графен хамгаалалтын давхарга бүхий катодын материалыг зохион бүтээж, хөгжүүлснээр лити-хүхрийн батерейны хэрэглээнд нээлт хийсэн байна. Энэ катодын материал нь урт хугацааны мөчлөгтэй байдаг.

2d интеркаляци G-C3N4/графен сэндвич нь зайны эерэг ба сөрөг электродуудын хооронд олон давхаргат акул тор үүсгэдэг. Энэ нь физик, химийн аргаар эерэг ба сөрөг электродуудын хоорондох полисульфидын хөдөлгөөнийг хааж зогсохгүй литийн ионуудын тархалтыг хурдасгаж, улмаар батерейны ашиглалтын хугацааг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.

Манай улсын хувьд лити-хүхрийн батерейны бүтээн байгуулалт харьцангуй хоцрогдсон бөгөөд практик хэрэглээ багатай, лабораторийн судалгаа, хөгжлийн шатандаа явж байна. Лити хүхрийн батерейг цэнэглэх, цэнэглэх явцад завсрын бүтээгдэхүүн болох литийн сульфидыг уусгаснаас үүссэн шаттл эффект нь түүний практик хэрэглээг хязгаарладаг гол хүчин зүйл гэж үздэг.

Чинхайн дэд ерөнхийлөгч асан доктор Ли техникч хэлэхдээ, полисульфид ууссан сансрын хөлөг онгоц нь лити-хүхрийн батерейны хамгийн чухал бөгөөд хэцүү асуудал бөгөөд холбогдох сайжруулах ажил одоог хүртэл эхний шатандаа байгаа ч литийн хүхрийн нөөцийг сайжруулах болно гэж өөдрөгөөр харж байна. батерейг хоёрдогч батерей болгон ашиглаж болно. Эрчим хүчний өндөр нягтралтай энэ нь хөгжлийн өргөн ирээдүйтэй.

Одоогийн үндсэн гурван төрлийн NCM-тэй харьцуулахад хүхрийн катодын батерейны онолын хувийн энерги нь 2600Wh/kg буюу одоогийн өргөн хэрэглэгддэг лити батерейгаас арав дахин их байна. Үүнээс гадна хүхрийн нөөц ихтэй бөгөөд хямд байдаг нь лити батерейгаар ажилладаг цахилгаан тээврийн хэрэгслийн үнийг бууруулахад тустай.

Үндэсний хөгжил, шинэтгэлийн хорооноос 2016 онд “Эрчим хүчний технологийн хувьсгал, инновацийн үйл ажиллагааны төлөвлөгөө (300-2016 он)”-д 2030Вт.ц/кг эрчим хүчний нягтрал бүхий лити-хүхэр батерейны технологид шинэ нээлт хийх санал дэвшүүлсэн.

Харин 2017 онд батлагдсан Автомашины эрчим хүчний аж үйлдвэрийн хөгжлийг дэмжих арга хэмжээний тухай, Автомашины үйлдвэрлэлийг дунд, урт хугацааны хөгжлийн төлөвлөгөөнд тусгаснаар 300 он гэхэд нэг машины харьцаа 2020 Вт.ц/кг-аас дээш байх боломжтой. нэг машины харьцаа 500 он гэхэд 2025Вт.ц хүрч болно./кг дээш. Лити-хүхрийн батерейны онолын эрчим хүчний нягтрал нь 500Втц/кг-аас их байдаг тул энэ нь лити батерейны дараа дараагийн үеийн эрчим хүчний лити батерейны системийн хөгжлийн чиг хандлага гэж үздэг.

Лити-хүхрийн батерейны хэрэглээний практик асуудлыг шийдвэрлэхийн тулд БНХАУ-ын Шинжлэх ухаан, технологийн их сургуулийн Цянь Ханлинь баг, Өмнөд Хятадын технологийн их сургуулийн Ван Хайхуй баг, Чиндаогийн эрчим хүч, эрчим хүч хадгалах материалын дэвшилтэт Хятадын Шинжлэх Ухааны Академийн Технологийн судалгааны баг, манай Шямэний Их Сургуулийн Химийн Нан Фэнжэнгийн баг, Шанхайн Жяотонг Их Сургуулийн Вангийн судалгааны баг шинэ ахиц дэвшил гаргасан.

2018 оны 417.3-р сард профессор Ван, Йитайцян болон Хятадын Шинжлэх ухаан, технологийн их сургууль (Шинжлэх ухаан, технологийн их сургууль) Ферми түвшинтэй харьцуулахад валентийн электронуудын p зурвасын төвийн байрлалын динамик гүйцэтгэл нь li-д чухал хүчин зүйл болохыг олж тогтоосон. -S батерейнууд Интерфэйсийн электрон дамжуулах урвал. Эрдэмтэд хамгийн бага эерэг туйлшралтай, хамгийн сайн үзүүлэлттэй кобальтад суурилсан хүхэр зөөвөрлөгч материал нь 1°С-т ч гэсэн 40.0 Махг-137.3 багтаамжтай болохыг тогтоожээ. Судалгааны үр дүнг эрчим хүчний маш сайн материалын олон улсын сэтгүүл болох Joule-д нийтлэв.

Лити-хүхрийн батерей нь эерэг электрод нь хүхэр бүхий металл лити батерейны эерэг батерейны систем юм. Шанхайн Жяотонг их сургуулийн металл эерэг электродоор үйлдвэрлэсэн Ли дендритүүдийн аюулгүй байдлын асуудлыг шийдэхийн тулд Вангийн баг шинэ төрлийн литийн батерейны электролитийн уусмал бэлтгэсэн (давхар лити фторсульфонидыг триэтилфосфат болон өндөр флюроэфирт уусган ханасан электролит гаргаж авдаг) . Өндөр концентрацитай электролиттэй харьцуулахад шинэ электролит нь өртөг багатай, зуурамтгай чанар багатай, металлын Li электродын хамгаалалтыг сайжруулж, Li электродын дендритийг үр дүнтэй арилгаж, аюулгүй байдлын болзошгүй аюулыг арилгадаг. Үүний зэрэгцээ 60 хэмээс дээш өндөр температурын нөхцөлд аюулгүй байдал, цахилгаан химийн үзүүлэлтүүд сайжирдаг.

Шинжлэх ухааны судалгаанаас гадна батерейны компаниуд лити-хүхрийн батерейг техникийн нөөцийнхөө нэг болгон ашиглаж, технологийн дэвшлийг идэвхтэй шаарддаг. Эдгээр хөрөнгийн биржид бүртгэлтэй компаниудын дунд Хятадын цөмийн титаны давхар исэл, Тибет хотын хөрөнгө оруулалт, Жинлу групп, Гуосун өндөр технологи, Dream Vision технологи болон бусад компаниуд лити-хүхрийн батерейны төслийг хэрэгжүүлсэн байна.

Хэдийгээр лити-хүхрийн батерейнууд нь хамгийн тохиромжтой эрчим хүчний нягтралд хүрэх явцад зарим бэрхшээлтэй тулгардаг ч нисгэгчгүй нисэх төхөөрөмж (UAV), шумбагч онгоц, цэрэг зөөвөрлөх цүнх гэх мэт батерейны зарим хэрэглээнд нимгэн байх шаардлага өндөр байдаг. Бусад хэрэгцээнд зориулж цахилгаан хангамжийн хувьд жин нь үнэ эсвэл ашиглалтаас илүү чухал тул лити-хүхрийн батерейг практикт ашиглаж эхэлсэн. Британийн Oxis Energy-ийн гарааны компаниас бүтээсэн шинэ лити-хүхрийн батарей нь одоогийн байдлаар цахилгаан тээврийн хэрэгсэлд ашиглагдаж буй литийн батерейны килограмм тутамд бараг хоёр дахин их эрчим хүч хуримтлуулах чадвартай. Гэсэн хэдий ч тэдгээр нь удаан үргэлжлэх боломжгүй бөгөөд 100 орчим цэнэглэх цэнэгийн мөчлөгийн дараа бүтэлгүйтдэг. Оксисын жижиг туршилтын үйлдвэрийн зорилго нь жилд 10,000-20,000 батерей үйлдвэрлэх явдал юм. Батарейг нь гар утасны хэмжээтэй нимгэн уутанд хийсэн байдаг гэдэг. Бид яагаад эрчим хүчний литийн батерейг аль болох хурдан нөхөн сэргээх, дахин боловсруулах ажлыг дэмжих хэрэгтэй байна вэ? Манай улс литийн нөөцөөрөө дэлхийд дөрөвдүгээрт ордог ч литийн хүдрийн агуулга муу, цэвэршүүлэхэд хүндрэлтэй, өндөр өртөгтэй учраас жил бүр их хэмжээний литийн хүдэр импортолж, гадаадаас хараат байдал 85%-иас давж байна. . Үүнээс гадна Хятадын эрэлт хэрэгцээ нь батерейны зэрэглэлийн литийн карбонатын үнэ өсөхөд нөлөөлсөн. Сүүлийн жилүүдэд үнэ бараг гурав дахин өссөн нь Хятадын лити батерей үйлдвэрлэгчдийн худалдан авалтын зардлыг эрс нэмэгдүүлсэн. Нэг талаас эрчим хүчний лити батерейг устгах нь үнэ цэнэтэй “хотын уурхай” юм. Металлын агууламж нь хүдэр, лити, кобальт, никель болон бусад үнэт металлаас хамаагүй өндөр байдаг. Дахин боловсруулалт, дахин боловсруулалт нь нөөцийн ашиглалтын үр ашгийг дээшлүүлж, импортыг бууруулж, үндэсний нөөцийн стратегийн аюулгүй байдлыг хамгаалж, гадаадаас хамаарлыг бууруулж чадна. Жан Тянрень хэлэхдээ, нөгөө талаар бохирдлоос сэргийлэх, байгаль орчныг хамгаалах үүднээс, хэрэв хаягдсан литийн батерейг зөв хаяхгүй бол экологийн орчинд ч их хор хөнөөл учруулах болно.

Шинэ эрчим хүчний автомашины литийн батерейг сэргээх, дахин ашиглах, экологийн орчныг хамгаалах, үндэсний стратегийн нөөцийн аюулгүй байдлыг хангахын тулд дахин боловсруулах систем төгс бус, нөхөн сэргээх технологи нь боловсронгуй бус, сул тал зэрэг гурван чухал асуудал байна. урамшуулах механизм. Манай улсын шинэ эрчим хүчний автомашины үйлдвэрлэлийг эрүүл, тогтвортой хөгжүүлэх талаар хэд хэдэн санал дэвшүүлсэн.

Стандарт боловсруулах ажлыг хурдасгах, удирдлагын стандартыг нэгтгэх нь холбогдох ажлыг гүйцэтгэх үндэс суурь болдог. Ашигласан батерейг дахин боловсруулах, дахин ашиглах менежментийн стандарт, техникийн стандарт, үнэлгээний стандартыг боловсруулах ажлыг шуурхайлахыг холбогдох газруудад санал болгов. Аж үйлдвэрийн давуу талтай бүс нутгуудад эрчим хүчний лити батерейг хянах, сэргээх, дахин ашиглах шинэ төлөвлөгөө, хэрэгжүүлэх арга хэмжээг боловсруулж, урьдчилсан туршилтаар дамжуулан салбарын бодит байдалд илүү нийцсэн, илүү үр дүнтэй үндэсний хэрэгжүүлэх арга хэмжээг судлахыг дэмжинэ.