Xi’an Jiaotong Üniversitesi Kimya Mühendisliği Okulu’ndan Li Mingtao’nun araştırma ekibi, iki boyutlu grafen koruyucu tabakaya sahip bir katot malzemesi tasarlayıp geliştirerek lityum-kükürt pillerin uygulanmasında bir atılım yaptı. Bu katot malzemesi uzun bir çevrim ömrüne sahiptir.

2d interkalasyon G-C3N4/grafen sandviç, pilin pozitif ve negatif elektrotları arasında çok katmanlı bir köpekbalığı ağı oluşturur. Fiziksel ve kimyasal kullanımlar yoluyla sadece polisülfitlerin pozitif ve negatif elektrotlar arasındaki hareketini engellemekle kalmaz, aynı zamanda lityum iyonlarının difüzyonunu hızlandırarak pilin çevrim ömrünü büyük ölçüde artırır.

Ülkemde, lityum-kükürt pillerin gelişimi nispeten geç ve birkaç pratik uygulama ile hala laboratuvar araştırma ve geliştirme aşamasında. Lityum sülfür pillerin şarj ve deşarj işlemi sırasında ara ürün lityum sülfürün çözünmesinin neden olduğu mekik etkisi, pratik uygulamasını sınırlayan önemli bir faktör olarak kabul edilir.

Qinghai Dr. Li Technician Technology’nin eski başkan yardımcısı bir keresinde polisülfid çözünmüş uzay mekiğinin en önemli ve zor lityum-kükürt pil sorunu olduğunu ve ilgili iyileştirme çalışmalarının hala başlangıç ​​aşamasında olduğunu söyledi, ancak lityum-kükürt konusunda iyimser. piller ikincil piller olarak kullanılabilir. Yüksek enerji yoğunluğu ile geniş gelişme beklentilerine sahiptir.

Mevcut ana akım üçlü NCM ile karşılaştırıldığında, kükürt katot pilin teorik özgül enerjisi, şu anda yaygın olarak kullanılan lityum pilin on katından fazla olan 2600Wh/kg kadar yüksektir. Ayrıca, kükürt rezervlerinin bol ve ucuz olması, lityum pillerle çalışan elektrikli araçların fiyatını düşürmeye yardımcı olabilir.

2016 yılında Ulusal Kalkınma ve Reform Komisyonu, “Enerji Teknolojisi Devrimi ve Yenilik Eylem Planı (300-2016)” kapsamında 2030Wh/kg enerji yoğunluğuna sahip lityum-kükürt pil teknolojisinde bir atılım önerdi.

Buna karşılık, 2017 yılında yayınlanan Otomotiv Güç Endüstrisinin Geliştirilmesine Yönelik Eylem Tedbirleri ile Otomotiv Sanayii Orta ve Uzun Vadeli Kalkınma Planına göre, tek makine oranı 300 yılına kadar 2020Wh/kg’ın üzerine çıkabilir ve tek makine oranı 500 yılına kadar 2025Wh’ye ulaşabilir. /kg yukarıda. Lityum-kükürt pillerin teorik enerji yoğunluğu 500Wh/kg’dan fazladır, bu nedenle lityum pillerden sonra gelecek nesil güç lityum pil sistemlerinin gelişim yönü olarak kabul edilir.

Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nden Qian Hanlin ekibi, Güney Çin Teknoloji Üniversitesi’nden Wang Haihui ekibi, Qingdao Enerji ve Enerji Depolama Malzemeleri Gelişmiş dahil olmak üzere lityum-kükürt pillerin uygulanmasındaki pratik sorunları çözmek için Çin Bilimler Akademisi Teknoloji Araştırma Ekibi, Xiamen Üniversitesi Kimyasal Nan Fengzheng ekibimiz ve Şanghay Jiaotong Üniversitesi Wang’ın araştırma ekibi çığır açan ilerleme kaydetti.

Ekim 2018’de, Profesör Wang, Yitaiqian ve çeşitli Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi (Bilim ve Teknoloji Üniversitesi), valans elektronlarının Fermi seviyesine göre p-bant merkez konumunun dinamik performansının, li’de önemli bir faktör olduğunu buldu. -S piller Arayüz elektron transfer reaksiyonu. Araştırmacılar, en küçük pozitif polarizasyona ve en iyi oran performansına sahip kobalt bazlı kükürt taşıyan malzemenin, 417.3°C’de bile 1 Mahg-40.0 kapasiteye sahip olduğunu buldular, bu da mevcut en yüksek güç yoğunluğu olan 137.3 kwkg-1’e karşılık geliyor. Araştırma sonuçları, mükemmel enerji malzemelerinin uluslararası bir dergisi olan “Joule” de yayınlandı.

Lityum-kükürt pil, pozitif elektrot olarak kükürt içeren bir metal lityum pil pozitif pil sistemidir. Wang’ın ekibi, Shanghai Jiaotong Üniversitesi’ndeki metal pozitif elektrotta üretilen Li dendritlerinin güvenlik sorununu çözmek için yeni bir tür lityum pil elektrolit çözeltisi hazırladı (doymuş elektrolit elde etmek için çift Lityum florosülfonimid trietil fosfat ve yüksek parlama noktalı floroeter içinde çözülür) . Yüksek konsantrasyonlu elektrolit ile karşılaştırıldığında, yeni elektrolit düşük maliyetli ve düşük viskoziteye sahiptir, metal Li elektrotun korumasını arttırır, Li elektrotun dendritlerini etkili bir şekilde çıkarabilir ve potansiyel güvenlik tehlikelerini ortadan kaldırabilir. Aynı zamanda, 60°C’nin üzerindeki yüksek sıcaklık koşullarında güvenlik ve elektrokimyasal performans iyileştirilir.

Pil şirketleri, bilimsel araştırmalara ek olarak, teknik rezervlerinden biri olarak aktif olarak teknolojik atılımlar talep eden lityum-kükürt pilleri de kullanıyor. Listelenen bu şirketler arasında, China Nuclear Titanium Dioxide, Tibet Urban Investment, Jinlu Group, Guoxun High-tech, Dream Vision Technology ve diğer şirketler lityum-kükürt pil projelerini hayata geçirdi.

Lityum-kükürt pillerin ideal enerji yoğunluğunu elde etme sürecinde bazı sorunları olmasına rağmen, insansız hava araçları (İHA), denizaltılar ve asker taşıma çantaları gibi bazı pil uygulamalarının inceliği için daha yüksek gereksinimler vardır. Diğer amaçlara yönelik güç kaynakları için, ağırlık, fiyat veya ömürden daha önemli olduğu için, lityum-kükürt piller pratik olarak kullanılmaya başlandı. İngiliz start-up şirketi Oxis Energy tarafından geliştirilen yeni lityum-kükürt pil, şu anda elektrikli araçlarda kullanılan lityum pillerin kilogramı başına neredeyse iki katı enerji depolayabiliyor. Ancak uzun süre dayanamazlar ve yaklaşık 100 şarj-deşarj döngüsünden sonra başarısız olurlar. Oxis’in küçük pilot tesisinin hedefi, yılda 10,000 ila 20,000 pil üretmektir. Pilin cep telefonu büyüklüğünde ince bir çantaya konulduğu söyleniyor. Neden mümkün olan en kısa sürede güçlü lityum pillerin yenilenmesini ve geri dönüştürülmesini teşvik etmemiz gerekiyor? Ülkemin lityum kaynakları, lityum cevherinin zayıf kalitesi, saflaştırma zorluğu ve yüksek maliyeti nedeniyle dünyada dördüncü sırada yer almasına rağmen, her yıl büyük miktarda lityum cevheri ithal edilmekte ve dışa bağımlılık derecesi % 85’i aşmaktadır. . Buna ek olarak, Çin talebi de pil sınıfı lityum karbonat fiyatlarının yükselmesine neden oldu. Son yıllarda, fiyat neredeyse üç kat arttı ve bu da Çinli lityum pil üreticilerinin tedarik maliyetlerini büyük ölçüde artırdı. Bir yandan, güçlü lityum pillerin ortadan kaldırılması, değerli bir “şehir madeni” dir. Metal içeriği cevher, lityum, kobalt, nikel ve diğer değerli metallerden çok daha yüksektir. Geri dönüşüm ve geri dönüşüm, kaynak kullanım verimliliğini iyileştirebilir, ithalatı azaltabilir ve harici kaynakları azaltabilir Ulusal kaynak stratejisine güvenin ve bu stratejinin güvenliğini koruyun. Zhang Tianren ise kirliliğin önlenmesi ve çevrenin korunması açısından, atılan lityum pillerin uygun şekilde atılmaması durumunda ekolojik çevreye de büyük zarar vereceğini söyledi.

Yeni enerji araçları için lityum pillerin geri kazanılmasını ve yeniden kullanılmasını daha iyi teşvik etmek, ekolojik çevreyi korumak ve ulusal stratejik kaynakların güvenliğini sağlamak için üç önemli konu vardır: kusurlu geri dönüşüm sistemi, olgunlaşmamış rejenerasyon teknolojisi ve zayıf piller. teşvik mekanizması. Ülkemin yeni enerjili otomobil endüstrisinin sağlıklı ve sürdürülebilir gelişimini teşvik etmek için çeşitli yönler öne sürülmüştür.

Standartların gelişiminin hızlandırılması ve yönetim standartlarının birleştirilmesi, ilgili çalışmaların yürütülmesinin temelidir. İlgili departmanların, kullanılmış pillerin geri dönüşümü ve yeniden kullanımı için yönetim standartları, teknik standartlar ve değerlendirme standartlarının oluşturulmasını hızlandırmasını önerdi. Endüstriyel avantajlara sahip bölgeleri yeni enerji lityum pil denetimi, geri kazanım ve geri dönüşüm planları ve uygulama önlemleri oluşturmaya teşvik edin ve ön pilot çalışmalar aracılığıyla endüstri gerçekleriyle daha uyumlu ve daha uygulanabilir ulusal uygulama önlemlerini keşfedin.