सियान जिओटोङ विश्वविद्यालयको स्कुल अफ केमिकल इन्जिनियरिङका ली मिङ्ताओको अनुसन्धान टोलीले लिथियम-सल्फर ब्याट्रीको प्रयोगमा दुई-आयामी ग्राफिन सुरक्षात्मक तहसहितको क्याथोड सामग्रीको डिजाइन र विकास गरेर सफलता हासिल गरेको छ। यो क्याथोड सामाग्री एक लामो चक्र जीवन छ।

2d intercalation G-C3N4/graphene स्यान्डविचले ब्याट्रीको सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोडहरू बीच बहु-तह शार्क नेट बनाउँछ। यसले भौतिक र रासायनिक प्रयोगहरू मार्फत सकारात्मक र नकारात्मक इलेक्ट्रोडहरू बीचको पोलिसल्फाइडहरूको आन्दोलनलाई मात्र रोक्न सक्दैन, तर लिथियम आयनहरूको प्रसारलाई पनि गति दिन्छ, जसले ब्याट्रीको चक्र जीवनलाई धेरै बढाउँछ।

मेरो देशमा, लिथियम-सल्फर ब्याट्रीहरूको विकास अपेक्षाकृत ढिलो भएको छ, र यो अझै पनि प्रयोगशाला अनुसन्धान र विकास चरणमा छ, केहि व्यावहारिक अनुप्रयोगहरूको साथ। लिथियम सल्फर ब्याट्रीको चार्जिङ र डिस्चार्जिङ प्रक्रियाको क्रममा मध्यवर्ती उत्पादन लिथियम सल्फाइडको विघटनबाट हुने शटल प्रभावलाई यसको व्यावहारिक प्रयोगलाई सीमित गर्ने प्रमुख कारक मानिन्छ।

Qinghai को पूर्व उपाध्यक्ष डा ली प्राविधिक टेक्नोलोजी एक पटक भने कि polysulfide भंग अन्तरिक्ष यान सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण र कठिन लिथियम-सल्फर ब्याट्री समस्या हो, र सम्बन्धित सुधार कार्य अझै प्रारम्भिक चरणमा छ, तर उहाँ आशावादी हुनुहुन्छ कि लिथियम-सल्फर ब्याट्री माध्यमिक ब्याट्री रूपमा प्रयोग गर्न सकिन्छ। उच्च ऊर्जा घनत्व संग, यो व्यापक विकास संभावनाहरु छ।

हालको मुख्यधाराको टर्नरी एनसीएमसँग तुलना गर्दा, सल्फर क्याथोड ब्याट्रीको सैद्धान्तिक विशिष्ट ऊर्जा 2600Wh/kg जति उच्च छ, जुन हाल व्यापक रूपमा प्रयोग भइरहेको लिथियम ब्याट्रीको दश गुणाभन्दा बढी छ। थप रूपमा, सल्फर भण्डारहरू प्रचुर मात्रामा र सस्तो छन्, जसले लिथियम ब्याट्रीहरूद्वारा संचालित विद्युतीय सवारीहरूको मूल्य घटाउन मद्दत गर्न सक्छ।

2016 मा, राष्ट्रिय विकास र सुधार आयोगले “ऊर्जा टेक्नोलोजी क्रान्ति र नवाचार कार्य योजना (300-2016)” मा 2030Wh/kg को ऊर्जा घनत्वको साथ लिथियम-सल्फर ब्याट्री प्रविधिमा एक सफलताको प्रस्ताव राख्यो।

यसको विपरित, अटोमोटिभ पावर उद्योगको विकासलाई प्रवर्द्धन गर्ने कार्य उपायहरू र 2017 मा जारी अटोमोटिभ उद्योगको लागि मध्यम र दीर्घकालीन विकास योजना अनुसार, एकल-मेसिन अनुपात 300 सम्ममा 2020Wh/kg भन्दा बढी पुग्न सक्छ, र एकल-मेसिन अनुपात 500 सम्म 2025Wh पुग्न सक्छ। / kg माथि। लिथियम-सल्फर ब्याट्रीहरूको सैद्धान्तिक ऊर्जा घनत्व 500Wh/kg भन्दा बढी छ, त्यसैले यसलाई लिथियम ब्याट्री पछि पावर लिथियम ब्याट्री प्रणालीको अर्को पुस्ताको विकास दिशा मानिन्छ।

लिथियम-सल्फर ब्याट्रीको प्रयोगमा व्यावहारिक समस्याहरू समाधान गर्न, चीनको विज्ञान र प्रविधि विश्वविद्यालयको क्यान हानलिन टोली, साउथ चाइना युनिभर्सिटी अफ टेक्नोलोजीको वाङ हाइहुई टोली, छिङदाओ ऊर्जा र ऊर्जा भण्डारण सामग्रीहरू उन्नत। चाइनिज एकेडेमी अफ साइन्सेजको टेक्नोलोजी रिसर्च टोली, हाम्रो सियामेन विश्वविद्यालय केमिकल नान फेङझेङ टोली र साङ्घाई जिओटोङ विश्वविद्यालय वाङको अनुसन्धान टोलीले सफलता हासिल गरेको छ।

अक्टोबर २०१८ मा, प्रोफेसर वाङ, यितैकियान र चीनको विज्ञान तथा प्रविधि विश्वविद्यालय (विज्ञान र प्रविधि विश्वविद्यालय) ले फर्मी स्तरको सापेक्ष भ्यालेन्स इलेक्ट्रोनको पी-ब्यान्ड केन्द्र स्थितिको गतिशील प्रदर्शनलाई li -एस ब्याट्रीहरू इन्टरफेस इलेक्ट्रोन ट्रान्सफर प्रतिक्रिया। अन्वेषकहरूले पत्ता लगाए कि सबैभन्दा सानो सकारात्मक ध्रुवीकरण र उत्कृष्ट दर प्रदर्शनको साथ कोबाल्ट-आधारित सल्फर बोक्ने सामग्रीको क्षमता 2018 डिग्री सेल्सियसमा पनि 417.3 Mahg-1 छ, जुन 40.0 kwkg-137.3 को वर्तमान उच्चतम ऊर्जा घनत्वसँग मेल खान्छ। अनुसन्धानको नतिजा उत्कृष्ट उर्जा सामग्रीको अन्तर्राष्ट्रिय जर्नल “जौल” मा प्रकाशित भएको थियो।

लिथियम-सल्फर ब्याट्री एक धातु लिथियम ब्याट्री सकारात्मक ब्याट्री प्रणाली हो जसमा सल्फर सकारात्मक इलेक्ट्रोडको रूपमा हुन्छ। सांघाई जियाओटोङ विश्वविद्यालयमा धातु सकारात्मक इलेक्ट्रोडमा उत्पादित लि डेन्ड्राइट्सको सुरक्षा समस्या समाधान गर्न, वाङको टोलीले नयाँ प्रकारको लिथियम ब्याट्री इलेक्ट्रोलाइट समाधान तयार गर्‍यो (डबल लिथियम फ्लोरोसल्फोनिमाइड ट्राइथाइल फस्फेट र उच्च फ्ल्यास पोइन्ट फ्लोरोथर प्रयोग गरेर संतृप्त इलेक्ट्रोलाइट प्राप्त गर्न)। । उच्च एकाग्रता इलेक्ट्रोलाइटको तुलनामा, नयाँ इलेक्ट्रोलाइटको कम लागत र कम चिपचिपापन छ, धातु ली इलेक्ट्रोडको सुरक्षा बढाउँछ, प्रभावकारी रूपमा ली इलेक्ट्रोडको डेन्ड्राइटहरू हटाउन सक्छ, र सम्भावित सुरक्षा खतराहरू हटाउँछ। एकै समयमा, सुरक्षा र इलेक्ट्रोकेमिकल कार्यसम्पादन 60 डिग्री सेल्सियस भन्दा माथिको उच्च तापमान अवस्थाहरूमा सुधार गरिन्छ।

वैज्ञानिक अनुसन्धानको अतिरिक्त, ब्याट्री कम्पनीहरूले लिथियम-सल्फर ब्याट्रीहरूलाई उनीहरूको प्राविधिक भण्डारहरू मध्ये एकको रूपमा प्रयोग गर्छन्, सक्रिय रूपमा प्राविधिक सफलताहरूको माग गर्दै। यी सूचीकृत कम्पनीहरूमध्ये चाइना न्यूक्लियर टाइटेनियम डाइअक्साइड, तिब्बत अर्बन इन्भेस्टमेन्ट, जिनलु ग्रुप, गुओक्सुन हाई-टेक, ड्रीम भिजन टेक्नोलोजी र अन्य कम्पनीहरूले लिथियम-सल्फर ब्याट्री परियोजनाहरू तैनाथ गरेका छन्।

यद्यपि लिथियम-सल्फर ब्याट्रीहरूमा आदर्श ऊर्जा घनत्व प्राप्त गर्ने प्रक्रियामा केही समस्याहरू छन्, त्यहाँ केही ब्याट्री अनुप्रयोगहरूको पातलोपनको लागि उच्च आवश्यकताहरू छन्, जस्तै मानवरहित हवाई सवारी (UAV), पनडुब्बीहरू, र सैनिक बोक्ने झोलाहरू। अन्य उद्देश्यका लागि बिजुली आपूर्तिको लागि, मूल्य वा जीवन भन्दा वजन बढी महत्त्वपूर्ण भएकोले, लिथियम-सल्फर ब्याट्रीहरू व्यावहारिक प्रयोगमा राख्न थालेका छन्। बेलायती स्टार्ट-अप कम्पनी अक्सिस इनर्जीले विकास गरेको नयाँ लिथियम-सल्फर ब्याट्रीले हाल विद्युतीय सवारी साधनमा प्रयोग हुने प्रति किलोग्राम लिथियम ब्याट्रीको झण्डै दोब्बर ऊर्जा भण्डारण गर्न सक्छ। यद्यपि, तिनीहरू लामो समयसम्म टिक्न सक्दैनन् र लगभग 100 चार्ज-डिस्चार्ज चक्र पछि असफल हुनेछन्। अक्सिसको सानो पाइलट प्लान्टको लक्ष्य प्रति वर्ष १०,००० देखि २०,००० ब्याट्री उत्पादन गर्ने हो। यो ब्याट्री मोबाइल फोनको आकारको पातलो झोलामा प्याक गरिएको बताइएको छ। हामीले किन सकेसम्म चाँडो पावर लिथियम ब्याट्रीहरूको पुनर्जनन र पुन: प्रयोगलाई बढावा दिन आवश्यक छ? यद्यपि मेरो देशको लिथियम स्रोत विश्वमा चौथो स्थानमा छ, लिथियम अयस्कको कमजोर ग्रेड, शुद्धिकरणको कठिनाइ र उच्च लागतका कारण प्रत्येक वर्ष ठूलो मात्रामा लिथियम अयस्क आयात गरिन्छ, र विदेशी निर्भरताको डिग्री 10,000% नाघेको छ। । थप रूपमा, चिनियाँ मागले ब्याट्री-ग्रेड लिथियम कार्बोनेटको मूल्य पनि बढाएको छ। हालैका वर्षहरूमा, मूल्य लगभग तीन गुणा बढेको छ, जसले चिनियाँ लिथियम ब्याट्री उत्पादकहरूको खरिद लागत बढाएको छ। एकातिर, पावर लिथियम ब्याट्रीहरूको उन्मूलन एक बहुमूल्य “शहरी खान” हो। धातु सामग्री अयस्क, लिथियम, कोबाल्ट, निकल र अन्य बहुमूल्य धातुहरु भन्दा धेरै उच्च छ। रिसाइक्लिङ्ग र रिसाइक्लिङ्गले स्रोतको उपयोग दक्षतामा सुधार गर्न, आयात घटाउन र राष्ट्रिय स्रोत रणनीतिको सुरक्षामा बाह्य निर्भर र सुरक्षालाई कम गर्न सक्छ। झाङ टियानरेनले भने, अर्कोतर्फ, प्रदूषण रोक्न र वातावरण संरक्षणको दृष्टिकोणबाट, यदि खारेज गरिएका लिथियम ब्याट्रीहरूलाई उचित रूपमा डिस्पोजल गरिएन भने यसले पारिस्थितिक वातावरणलाई पनि ठूलो नोक्सान पुर्‍याउँछ।

नयाँ ऊर्जा सवारी साधनहरूको लागि लिथियम ब्याट्रीहरूको पुनःप्राप्ति र पुन: प्रयोगलाई राम्रोसँग प्रवर्द्धन गर्न, पारिस्थितिक वातावरणको रक्षा गर्न र राष्ट्रिय रणनीतिक स्रोतहरूको सुरक्षा सुनिश्चित गर्न, त्यहाँ तीनवटा महत्त्वपूर्ण मुद्दाहरू छन्: अपूर्ण पुन: प्रयोग प्रणाली, अपरिपक्व पुनर्जनन प्रविधि, र कमजोर। प्रोत्साहन संयन्त्र। मेरो देशको नयाँ ऊर्जा अटोमोबाइल उद्योगको स्वस्थ र दिगो विकासलाई प्रवर्द्धन गर्न धेरै पक्षहरूले सुझावहरू राखेका छन्।

मापदण्डको विकासलाई गति दिनु र व्यवस्थापन मापदण्डहरूलाई एकीकृत गर्नु सम्बन्धित कामको लागि आधार हो। उनले प्रयोग गरिएका ब्याट्रीको रिसाइकल र पुन: प्रयोगका लागि सम्बन्धित विभागले व्यवस्थापन मापदण्ड, प्राविधिक मापदण्ड र मूल्याङ्कन मापदण्डहरू निर्माणमा तीव्रता दिन सुझाव दिए। नयाँ ऊर्जा लिथियम ब्याट्री पर्यवेक्षण, रिकभरी, र रिसाइक्लिंग योजनाहरू र कार्यान्वयन उपायहरू निर्माण गर्न औद्योगिक फाइदाहरू भएका क्षेत्रहरूलाई प्रोत्साहन दिनुहोस्, र प्रारम्भिक पाइलटहरू मार्फत, राष्ट्रिय कार्यान्वयन उपायहरू अन्वेषण गर्नुहोस् जुन उद्योग वास्तविकताहरूसँग मिल्दोजुल्दो छ र अधिक सञ्चालनयोग्य छ।