Sian Jiaotong universitetining Kimyoviy muhandislik fakultetidan Li Mingtao tadqiqot guruhi ikki o’lchovli grafen himoya qatlamiga ega katod materialini loyihalash va ishlab chiqish orqali lityum-oltingugurtli batareyalarni qo’llashda yutuq yaratdi. Ushbu katod materiali uzoq umrga ega.

2d interkalatsiya G-C3N4 / grafenli sendvich batareyaning ijobiy va salbiy elektrodlari o’rtasida ko’p qatlamli akula to’rini hosil qiladi. Bu nafaqat fizik va kimyoviy foydalanish orqali ijobiy va salbiy elektrodlar orasidagi polisulfidlarning harakatini blokirovka qilishi, balki lityum ionlarining tarqalishini tezlashtirishi va shu bilan batareyaning ishlash muddatini sezilarli darajada oshirishi mumkin.

Mening mamlakatimda lityum-oltingugurtli akkumulyatorlarning rivojlanishi nisbatan kech bo’lib, u hali ham laboratoriya tadqiqotlari va ishlab chiqish bosqichida, amaliy qo’llanmalar kam. Lityum oltingugurtli akkumulyatorlarni zaryadlash va tushirish jarayonida oraliq mahsulot lityum sulfidining erishi natijasida yuzaga keladigan moki effekti uning amaliy qo’llanilishini cheklovchi asosiy omil hisoblanadi.

Qinghai doktor Li Technician Technology kompaniyasining sobiq vitse-prezidenti bir marta polisulfid erigan kosmik kemasi eng muhim va qiyin lityum-oltingugurt batareyasi muammosi ekanligini va bu bilan bog’liq takomillashtirish ishlari hali ham dastlabki bosqichda ekanligini aytdi, lekin u lityum-oltingugurt batareyalar ikkilamchi batareyalar sifatida ishlatilishi mumkin. Yuqori energiya zichligi bilan u keng rivojlanish istiqbollariga ega.

Hozirgi asosiy uchlik NCM bilan solishtirganda, oltingugurtli katod batareyasining nazariy o’ziga xos energiyasi 2600Wh / kg ni tashkil qiladi, bu hozirgi kunda keng qo’llaniladigan lityum batareyadan o’n baravar ko’proq. Bundan tashqari, oltingugurt zaxiralari juda ko’p va arzon, bu lityum batareyalar bilan ishlaydigan elektr transport vositalarining narxini pasaytirishga yordam beradi.

2016 yilda Milliy taraqqiyot va islohotlar komissiyasi “Energiya texnologiyalari inqilobi va innovatsion harakatlar rejasi (300-2016)” da energiya zichligi 2030Wh / kg bo’lgan lityum-oltingugurtli batareyalar texnologiyasida yutuqni taklif qildi.

Bundan farqli o’laroq, 2017 yilda e’lon qilingan Avtomobil energetikasini rivojlantirish bo’yicha chora-tadbirlar va avtomobilsozlikni o’rta va uzoq muddatli rivojlantirish rejasiga ko’ra, bitta mashinaning nisbati 300 yilga kelib 2020 Vt / kg dan oshishi mumkin va bitta mashina nisbati 500 yilga kelib 2025 Vt / kg ga yetishi mumkin. Lityum-oltingugurt batareyalarining nazariy energiya zichligi 500Wh / kg dan yuqori, shuning uchun lityum batareyalardan keyin quvvatli lityum batareya tizimlarining keyingi avlodining rivojlanish yo’nalishi hisoblanadi.

Lityum-oltingugurtli akkumulyatorlarni qo’llashda amaliy muammolarni hal qilish uchun, jumladan, Xitoy Fan va Texnologiya Universitetining Qian Xanlin jamoasi, Janubiy Xitoy Texnologiya Universitetining Vang Xayxui jamoasi, Qingdao Energiya va Energiya Saqlash Materiallari Advanced. Xitoy Fanlar akademiyasining texnologiya tadqiqot guruhi, bizning Xiamen universiteti kimyoviy Nan Fengzheng jamoasi va Shanxay Jiaotong universiteti Vang tadqiqot guruhi katta yutuqlarga erishdi.

2018 yil oktyabr oyida professor Vang, Yitaiqian va Xitoyning turli fan va texnologiya universiteti (Fan va texnologiya universiteti) Fermi darajasiga nisbatan valentlik elektronlarning p-band markazi pozitsiyasining dinamik ishlashi li-da muhim omil ekanligini aniqladi. -S batareyalari Interfeys elektron uzatish reaktsiyasi. Tadqiqotchilar kobalt asosidagi oltingugurt tashuvchi materialning eng kichik musbat qutblanish va eng yaxshi ko’rsatkichlarga ega ekanligini aniqladilar, hatto 417.3 ° S haroratda ham 1 Mahg-40.0 sig’imga ega, bu hozirgi eng yuqori quvvat zichligi 137.3 kwkg-1 ga to’g’ri keladi. Tadqiqot natijalari “Joule”, ajoyib energiya materiallari xalqaro jurnalida chop etildi.

Lityum-oltingugurtli akkumulyator – musbat elektrod sifatida oltingugurt bo’lgan metall lityum batareyali musbat batareya tizimi. Shanxay Jiaotong universitetida metall musbat elektrodda ishlab chiqarilgan Li dendritlarining xavfsizligi muammosini hal qilish uchun Vang jamoasi yangi turdagi lityum batareya elektrolitlari eritmasini tayyorladi (to’yingan elektrolitni olish uchun er-xotin lityum florosulfonimid trietil fosfat va yuqori porlash nuqtasi floroeterda eritiladi) . Yuqori konsentratsiyali elektrolitlar bilan solishtirganda, yangi elektrolit past narxga ega va past viskoziteye ega, metall Li elektrodining himoyasini kuchaytiradi, Li elektrodining dendritlarini samarali ravishda olib tashlashi mumkin va potentsial xavfsizlik xavfini yo’q qiladi. Shu bilan birga, 60 ° C dan yuqori harorat sharoitida xavfsizlik va elektrokimyoviy ko’rsatkichlar yaxshilanadi.

Ilmiy tadqiqotlar bilan bir qatorda, akkumulyator kompaniyalari ham lityum-oltingugurtli akkumulyatorlarni texnik zaxiralaridan biri sifatida ishlatib, texnologik yutuqlarni faol talab qiladi. Ushbu ro’yxatga olingan kompaniyalar orasida Xitoyning yadroviy titanium dioksidi, Tibet Urban Investment, Jinlu Group, Guoxun High-tech, Dream Vision Technology va boshqa kompaniyalar lityum-oltingugurt batareyalari loyihalarini joylashtirdi.

Lityum-oltingugurt batareyalari ideal energiya zichligiga erishish jarayonida ba’zi muammolarga ega bo’lsa-da, uchuvchisiz havo vositalari (UAV), suv osti kemalari va askarlarni olib yuradigan sumkalar kabi ba’zi batareya ilovalarining nozikligi uchun yuqori talablar mavjud. Boshqa maqsadlar uchun quvvat manbalari uchun og’irlik narx yoki umrdan ko’ra muhimroq bo’lganligi sababli, lityum-oltingugurtli batareyalar amaliy foydalanishga topshirila boshlandi. Britaniyaning Oxis Energy startap kompaniyasi tomonidan ishlab chiqilgan yangi litiy-oltingugurtli akkumulyator hozirda elektr transport vositalarida qo‘llanilayotgan litiy batareyalarning har bir kilogrammiga deyarli ikki barobar ko‘p energiya to‘play oladi. Biroq, ular uzoq davom eta olmaydi va 100 ga yaqin zaryadsizlanish tsiklidan keyin muvaffaqiyatsiz bo’ladi. Oxis kichik tajriba zavodining maqsadi yiliga 10,000 20,000 dan 85 XNUMX gacha akkumulyator ishlab chiqarishdir. Aytishlaricha, akkumulyator mobil telefon hajmidagi yupqa sumkaga solingan. Nima uchun quvvatli lityum batareyalarni qayta tiklash va qayta ishlashni imkon qadar tezroq rag’batlantirishimiz kerak? Mamlakatimning lityum resurslari dunyoda to’rtinchi o’rinni egallagan bo’lsa-da, lityum rudasining yomon darajasi, tozalash qiyinligi va yuqori narx tufayli har yili katta miqdorda lityum rudasi import qilinadi va tashqi qaramlik darajasi XNUMX% dan oshadi. . Bundan tashqari, Xitoy talabi ham akkumulyatorli lityum karbonat narxining oshishiga olib keldi. So’nggi yillarda narx qariyb uch baravar oshdi, bu Xitoy lityum batareyasi ishlab chiqaruvchilarining xarid xarajatlarini sezilarli darajada oshirdi. Bir tomondan, quvvatli lityum batareyalarni yo’q qilish qimmatbaho “shahar koni” dir. Metall tarkibi ruda, litiy, kobalt, nikel va boshqa qimmatbaho metallarga qaraganda ancha yuqori. Qayta ishlash va qayta ishlash resurslardan foydalanish samaradorligini oshirishi, importni kamaytirishi va tashqi bog’liqlikni kamaytirishi va milliy resurslar strategiyasining xavfsizligini himoya qilishi mumkin. Chjan Tianren, boshqa tomondan, ifloslanishning oldini olish va atrof-muhitni muhofaza qilish nuqtai nazaridan, agar tashlangan lityum batareyalar to’g’ri yo’q qilinmasa, ular ham ekologik muhitga katta zarar etkazishini aytdi.

Yangi energiya vositalari uchun lityum batareyalarni qayta tiklash va qayta ishlatishni yaxshilash, ekologik muhitni muhofaza qilish va milliy strategik resurslarning xavfsizligini ta’minlash uchun uchta muhim masala mavjud: nomukammal qayta ishlash tizimi, etuk bo’lmagan regeneratsiya texnologiyasi va zaif. rag’batlantirish mexanizmi. Mamlakatimning yangi energiya avtomobil sanoatining sog’lom va barqaror rivojlanishiga ko’maklashish bo’yicha bir qancha jihatlar taklif etildi.

Standartlarni ishlab chiqishni jadallashtirish va boshqaruv standartlarini birlashtirish tegishli ishlarni amalga oshirish uchun asosdir. U tegishli bo’limlarga ishlatilgan batareyalarni qayta ishlash va qayta ishlatish uchun boshqaruv standartlari, texnik standartlar va baholash standartlarini shakllantirishni tezlashtirishni taklif qildi. Sanoat afzalliklariga ega bo’lgan hududlarni yangi energiya lityum batareyalarini nazorat qilish, qayta tiklash va qayta ishlash rejalari va amalga oshirish choralarini ishlab chiqishga rag’batlantiring va dastlabki tajribalar orqali sanoat haqiqatiga ko’proq mos keladigan va samaraliroq bo’lgan milliy amalga oshirish choralarini o’rganing.