Xi’an Jiaotong యూనివర్సిటీకి చెందిన స్కూల్ ఆఫ్ కెమికల్ ఇంజినీరింగ్‌కు చెందిన Li Mingtao పరిశోధనా బృందం రెండు డైమెన్షనల్ గ్రాఫేన్ ప్రొటెక్టివ్ లేయర్‌తో క్యాథోడ్ మెటీరియల్‌ను రూపొందించడం మరియు అభివృద్ధి చేయడం ద్వారా లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీల అప్లికేషన్‌లో పురోగతి సాధించింది. ఈ కాథోడ్ పదార్థం సుదీర్ఘ చక్ర జీవితాన్ని కలిగి ఉంటుంది.

2d ఇంటర్‌కలేషన్ G-C3N4/గ్రాఫేన్ శాండ్‌విచ్ బ్యాటరీ యొక్క సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య బహుళస్థాయి షార్క్ నెట్‌ను ఏర్పరుస్తుంది. ఇది భౌతిక మరియు రసాయనిక ఉపయోగాల ద్వారా సానుకూల మరియు ప్రతికూల ఎలక్ట్రోడ్‌ల మధ్య పాలీసల్ఫైడ్‌ల కదలికను నిరోధించడమే కాకుండా, లిథియం అయాన్ల వ్యాప్తిని వేగవంతం చేస్తుంది, తద్వారా బ్యాటరీ యొక్క చక్ర జీవితాన్ని బాగా పెంచుతుంది.

నా దేశంలో, లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీల అభివృద్ధి సాపేక్షంగా ఆలస్యం అయింది మరియు ఇది ఇప్పటికీ కొన్ని ఆచరణాత్మక అనువర్తనాలతో ప్రయోగశాల పరిశోధన మరియు అభివృద్ధి దశలోనే ఉంది. లిథియం సల్ఫర్ బ్యాటరీల ఛార్జింగ్ మరియు డిశ్చార్జింగ్ ప్రక్రియలో ఇంటర్మీడియట్ ఉత్పత్తి లిథియం సల్ఫైడ్ కరిగిపోవడం వల్ల ఏర్పడే షటిల్ ప్రభావం దాని ఆచరణాత్మక అనువర్తనాన్ని పరిమితం చేసే కీలక అంశంగా పరిగణించబడుతుంది.

Qinghai Dr. Li టెక్నీషియన్ టెక్నాలజీ మాజీ వైస్ ప్రెసిడెంట్ ఒకసారి మాట్లాడుతూ, పాలిసల్ఫైడ్ కరిగిన స్పేస్ షటిల్ చాలా ముఖ్యమైనది మరియు కష్టతరమైన లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీ సమస్య, మరియు సంబంధిత మెరుగుదల పని ఇంకా ప్రారంభ దశలోనే ఉంది, అయితే అతను లిథియం-సల్ఫర్ ఆశాజనకంగా ఉన్నాడు బ్యాటరీలను ద్వితీయ బ్యాటరీలుగా ఉపయోగించవచ్చు. అధిక శక్తి సాంద్రతతో, ఇది విస్తృత అభివృద్ధి అవకాశాలను కలిగి ఉంది.

ప్రస్తుత ప్రధాన స్రవంతి టెర్నరీ NCMతో పోలిస్తే, సల్ఫర్ కాథోడ్ బ్యాటరీ యొక్క సైద్ధాంతిక నిర్దిష్ట శక్తి 2600Wh/kg వరకు ఉంది, ఇది ప్రస్తుతం విస్తృతంగా ఉపయోగిస్తున్న లిథియం బ్యాటరీ కంటే పది రెట్లు ఎక్కువ. అదనంగా, సల్ఫర్ నిల్వలు సమృద్ధిగా మరియు చౌకగా ఉంటాయి, ఇది లిథియం బ్యాటరీల ద్వారా నడిచే ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల ధరను తగ్గించడంలో సహాయపడుతుంది.

2016లో, నేషనల్ డెవలప్‌మెంట్ అండ్ రిఫార్మ్ కమీషన్ “ఎనర్జీ టెక్నాలజీ రివల్యూషన్ అండ్ ఇన్నోవేషన్ యాక్షన్ ప్లాన్ (300-2016)”లో 2030Wh/kg శక్తి సాంద్రతతో లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీ టెక్నాలజీలో పురోగతిని ప్రతిపాదించింది.

దీనికి విరుద్ధంగా, 2017లో విడుదలైన ఆటోమోటివ్ పవర్ ఇండస్ట్రీ అభివృద్ధిని ప్రోత్సహించే చర్య చర్యలు మరియు ఆటోమోటివ్ పరిశ్రమ కోసం మధ్యస్థ మరియు దీర్ఘకాలిక అభివృద్ధి ప్రణాళిక ప్రకారం, సింగిల్-మెషిన్ నిష్పత్తి 300 నాటికి 2020Wh/kg కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది మరియు సింగిల్-మెషిన్ నిష్పత్తి 500 నాటికి 2025Whకి చేరుకుంటుంది. /kg పైన. లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీల యొక్క సైద్ధాంతిక శక్తి సాంద్రత 500Wh/kg కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది, కాబట్టి ఇది లిథియం బ్యాటరీల తర్వాత పవర్ లిథియం బ్యాటరీ సిస్టమ్‌ల తదుపరి తరం యొక్క అభివృద్ధి దిశగా పరిగణించబడుతుంది.

యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీకి చెందిన కియాన్ హన్లిన్ బృందం, సౌత్ చైనా యూనివర్శిటీ ఆఫ్ టెక్నాలజీకి చెందిన వాంగ్ హైహుయ్ బృందం, క్వింగ్‌డావో ఎనర్జీ అండ్ ఎనర్జీ స్టోరేజ్ మెటీరియల్స్ అడ్వాన్స్‌డ్‌తో సహా లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీల అప్లికేషన్‌లో ఆచరణాత్మక సమస్యలను పరిష్కరించడానికి. చైనీస్ అకాడమీ ఆఫ్ సైన్సెస్ యొక్క టెక్నాలజీ రీసెర్చ్ టీమ్, మా జియామెన్ యూనివర్శిటీ కెమికల్ నాన్ ఫెంగ్‌జెంగ్ బృందం మరియు షాంఘై జియాటోంగ్ యూనివర్శిటీ వాంగ్ పరిశోధన బృందం పురోగతి సాధించాయి.

అక్టోబర్ 2018లో, ప్రొఫెసర్ వాంగ్, యితైకియన్ మరియు చైనాలోని వివిధ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ విశ్వవిద్యాలయం (యూనివర్శిటీ ఆఫ్ సైన్స్ అండ్ టెక్నాలజీ) ఫెర్మీ స్థాయికి సంబంధించి వాలెన్స్ ఎలక్ట్రాన్‌ల p-బ్యాండ్ సెంటర్ స్థానం యొక్క డైనమిక్ పనితీరు లీలో ముఖ్యమైన అంశం అని కనుగొన్నారు. -S బ్యాటరీలు ఇంటర్‌ఫేస్ ఎలక్ట్రాన్ బదిలీ ప్రతిచర్య. కోబాల్ట్-ఆధారిత సల్ఫర్-వాహక పదార్థం అతి చిన్న సానుకూల ధ్రువణత మరియు ఉత్తమ రేటు పనితీరుతో 417.3 ° C వద్ద కూడా 1 Mahg-40.0 సామర్థ్యాన్ని కలిగి ఉందని పరిశోధకులు కనుగొన్నారు, ఇది ప్రస్తుత అత్యధిక శక్తి సాంద్రత 137.3 kwkg-1కి అనుగుణంగా ఉంటుంది. పరిశోధన ఫలితాలు “జూల్”లో ప్రచురించబడ్డాయి, ఇది అద్భుతమైన శక్తి పదార్థాల అంతర్జాతీయ జర్నల్.

లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీ అనేది మెటల్ లిథియం బ్యాటరీ పాజిటివ్ బ్యాటరీ సిస్టమ్, ఇది సల్ఫర్‌ను పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్‌గా కలిగి ఉంటుంది. షాంఘై జియాటాంగ్ విశ్వవిద్యాలయంలో మెటల్ పాజిటివ్ ఎలక్ట్రోడ్‌లో ఉత్పత్తి చేయబడిన లి డెండ్రైట్‌ల భద్రతా సమస్యను పరిష్కరించడానికి, వాంగ్ బృందం కొత్త రకం లిథియం బ్యాటరీ ఎలక్ట్రోలైట్ ద్రావణాన్ని సిద్ధం చేసింది (డబుల్ లిథియం ఫ్లోరోసల్ఫోనిమైడ్‌ను ట్రైథైల్ ఫాస్ఫేట్ మరియు హై ఫ్లాష్ పాయింట్ ఫ్లోరోథర్‌లో కరిగించి సంతృప్త ఎలక్ట్రోలైట్‌ను పొందడం) . అధిక సాంద్రత కలిగిన ఎలక్ట్రోలైట్‌తో పోలిస్తే, కొత్త ఎలక్ట్రోలైట్ తక్కువ ధర మరియు తక్కువ స్నిగ్ధతను కలిగి ఉంటుంది, మెటల్ Li ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క రక్షణను పెంచుతుంది, Li ఎలక్ట్రోడ్ యొక్క డెండ్రైట్‌లను సమర్థవంతంగా తొలగించగలదు మరియు సంభావ్య భద్రతా ప్రమాదాలను తొలగిస్తుంది. అదే సమయంలో, భద్రత మరియు ఎలెక్ట్రోకెమికల్ పనితీరు 60 ° C కంటే ఎక్కువ ఉష్ణోగ్రత పరిస్థితులలో మెరుగుపడతాయి.

శాస్త్రీయ పరిశోధనతో పాటు, బ్యాటరీ కంపెనీలు లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీలను కూడా తమ సాంకేతిక నిల్వలలో ఒకటిగా ఉపయోగిస్తాయి, సాంకేతిక పురోగతులను చురుకుగా డిమాండ్ చేస్తాయి. ఈ లిస్టెడ్ కంపెనీలలో, చైనా న్యూక్లియర్ టైటానియం డయాక్సైడ్, టిబెట్ అర్బన్ ఇన్వెస్ట్‌మెంట్, జిన్లు గ్రూప్, గ్వోక్సన్ హైటెక్, డ్రీమ్ విజన్ టెక్నాలజీ మరియు ఇతర కంపెనీలు లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీ ప్రాజెక్టులను అమలు చేశాయి.

లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీలు ఆదర్శవంతమైన శక్తి సాంద్రతను సాధించే ప్రక్రియలో కొన్ని సమస్యలను కలిగి ఉన్నప్పటికీ, మానవరహిత వైమానిక వాహనాలు (UAV), జలాంతర్గాములు మరియు సైనికులు మోసుకెళ్లే బ్యాగులు వంటి కొన్ని బ్యాటరీ అప్లికేషన్ల సన్నబడటానికి అధిక అవసరాలు ఉన్నాయి. ఇతర ప్రయోజనాల కోసం విద్యుత్ సరఫరా కోసం, ధర లేదా జీవితం కంటే బరువు చాలా ముఖ్యమైనది కాబట్టి, లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీలను ఆచరణాత్మకంగా ఉపయోగించడం ప్రారంభించింది. బ్రిటీష్ స్టార్టప్ కంపెనీ ఆక్సిస్ ఎనర్జీ అభివృద్ధి చేసిన కొత్త లిథియం-సల్ఫర్ బ్యాటరీ ప్రస్తుతం ఎలక్ట్రిక్ వాహనాల్లో ఉపయోగించే ప్రతి కిలో లిథియం బ్యాటరీలకు దాదాపు రెట్టింపు శక్తిని నిల్వ చేయగలదు. అయినప్పటికీ, అవి ఎక్కువ కాలం ఉండవు మరియు సుమారు 100 ఛార్జ్-డిచ్ఛార్జ్ సైకిల్స్ తర్వాత విఫలమవుతాయి. ఆక్సిస్ యొక్క చిన్న పైలట్ ప్లాంట్ యొక్క లక్ష్యం సంవత్సరానికి 10,000 నుండి 20,000 బ్యాటరీలను ఉత్పత్తి చేయడం. మొబైల్ ఫోన్ సైజులో బ్యాటరీని పలుచని బ్యాగ్ లో ప్యాక్ చేసినట్లు చెబుతున్నారు. పవర్ లిథియం బ్యాటరీల పునరుత్పత్తి మరియు రీసైక్లింగ్‌ను వీలైనంత త్వరగా ఎందుకు ప్రోత్సహించాలి? నా దేశం యొక్క లిథియం వనరులు ప్రపంచంలో నాల్గవ స్థానంలో ఉన్నప్పటికీ, పేలవమైన లిథియం ఖనిజం, శుద్ధి చేయడంలో ఇబ్బంది మరియు అధిక వ్యయం కారణంగా, ప్రతి సంవత్సరం పెద్ద మొత్తంలో లిథియం ఖనిజం దిగుమతి అవుతుంది మరియు విదేశీ ఆధారపడటం యొక్క డిగ్రీ 85% మించిపోయింది. . అదనంగా, చైనీస్ డిమాండ్ కూడా బ్యాటరీ-గ్రేడ్ లిథియం కార్బోనేట్ ధరను పెంచింది. ఇటీవలి సంవత్సరాలలో, ధర దాదాపు మూడు రెట్లు పెరిగింది, ఇది చైనీస్ లిథియం బ్యాటరీ తయారీదారుల సేకరణ ఖర్చులను బాగా పెంచింది. ఒక వైపు, పవర్ లిథియం బ్యాటరీల తొలగింపు విలువైన “పట్టణ గని”. ఖనిజం, లిథియం, కోబాల్ట్, నికెల్ మరియు ఇతర విలువైన లోహాల కంటే మెటల్ కంటెంట్ చాలా ఎక్కువ. రీసైక్లింగ్ మరియు రీసైక్లింగ్ వనరుల వినియోగ సామర్థ్యాన్ని మెరుగుపరుస్తుంది, దిగుమతులను తగ్గించవచ్చు మరియు జాతీయ వనరుల వ్యూహం యొక్క భద్రతపై ఆధారపడి మరియు రక్షణను బాహ్యంగా తగ్గించవచ్చు. మరోవైపు, కాలుష్యాన్ని నివారించడం మరియు పర్యావరణాన్ని పరిరక్షించడం అనే దృక్కోణంలో, విస్మరించిన లిథియం బ్యాటరీలను సరిగ్గా పారవేయకపోతే, అవి పర్యావరణ పర్యావరణానికి కూడా చాలా హాని కలిగిస్తాయని జాంగ్ టియాన్రెన్ చెప్పారు.

కొత్త శక్తి వాహనాల కోసం లిథియం బ్యాటరీల పునరుద్ధరణ మరియు పునర్వినియోగాన్ని మెరుగ్గా ప్రోత్సహించడానికి, పర్యావరణ వాతావరణాన్ని రక్షించడానికి మరియు జాతీయ వ్యూహాత్మక వనరుల భద్రతను నిర్ధారించడానికి, మూడు ముఖ్యమైన సమస్యలు ఉన్నాయి: అసంపూర్ణ రీసైక్లింగ్ వ్యవస్థ, అపరిపక్వ పునరుత్పత్తి సాంకేతికత మరియు బలహీనమైనవి. ప్రోత్సాహక యంత్రాంగం. నా దేశం యొక్క కొత్త శక్తి ఆటోమొబైల్ పరిశ్రమ యొక్క ఆరోగ్యకరమైన మరియు స్థిరమైన అభివృద్ధిని ప్రోత్సహించడానికి అనేక అంశాలు సూచనలను అందించాయి.

ప్రమాణాల అభివృద్ధిని వేగవంతం చేయడం మరియు నిర్వహణ ప్రమాణాలను ఏకీకృతం చేయడం సంబంధిత పనిని నిర్వహించడానికి ఆధారం. ఉపయోగించిన బ్యాటరీల రీసైక్లింగ్ మరియు పునర్వినియోగానికి సంబంధించిన నిర్వహణ ప్రమాణాలు, సాంకేతిక ప్రమాణాలు మరియు మూల్యాంకన ప్రమాణాల రూపకల్పనను సంబంధిత విభాగాలు వేగవంతం చేయాలని ఆయన సూచించారు. కొత్త శక్తి లిథియం బ్యాటరీ పర్యవేక్షణ, పునరుద్ధరణ మరియు రీసైక్లింగ్ ప్రణాళికలు మరియు అమలు చర్యలను రూపొందించడానికి పారిశ్రామిక ప్రయోజనాలతో ప్రాంతాలను ప్రోత్సహించండి మరియు ప్రాథమిక పైలట్‌ల ద్వారా, పరిశ్రమ వాస్తవికతలకు అనుగుణంగా మరియు మరింత పని చేయగల జాతీయ అమలు చర్యలను అన్వేషించండి.