¿Son las baterías de iones dobles la pesadilla de las baterías de iones de litio?

Limitado por los altos precios de la materia prima, especialmente la materia prima como el carbonato de litio, Co y Ni en un futuro cercano tienen un aumento significativo en el precio, las baterías de iones de litio en la actualidad el costo del espacio reducido es limitado.

Para reducir el costo de la unidad Wh, la gente ha desarrollado una variedad de baterías de almacenamiento de alta densidad de energía, como las baterías de Li - O2, energía específica teórica de hasta 3600 wh / kg (Li + + O2 + 2 e - = Li2O2 , VvsLi / Li + 2.96), mucho más alto que el de la batería de iones de litio, y tiene las características de respetuoso con el medio ambiente.Para reducir aún más los costos, las personas también con Na, zinc y otros metales alternativos Li, Na - O2 y zinc - Baterías de O2, estas tecnologías se encuentran actualmente en la fase de investigación y desarrollo de tecnología básica, en la actualidad la investigación principal se centra principalmente en la interfaz metal-electrolito y la investigación de productos de descarga, etc., en la que la dificultad de desarrollo de la celda Li-O2 es pequeña, el de forma más completa, se puede utilizar a corto plazo.

Además de que la batería Li-S también es un punto de acceso para la investigación, la teoría S del volumen específico puede alcanzar 1672 mah / g, energía específica teórica de 2600 wh / kg, aunque menos en la celda Li-O2, pero también mucho más alta que la de las baterías de iones de litio. .Li - Los principales problemas de la batería son actualmente, S mala conductividad eléctrica, cerca del aislante, gran expansión de volumen (80%), S positivo intercalado-li producto se disuelve en el electrolito, el transporte entre ellos es negativo, conduce a una falla rápida La capacidad, el ciclo y el rendimiento de almacenamiento son deficientes. de los ésteres de uso común en el electrolito de la batería de iones de litio actual porque hay muchos efectos secundarios para la aplicación en la batería de Li-S, por lo que los éteres de Li-S comúnmente utilizados en el electrolito de la batería, conducen a la alta temperatura de El rendimiento de la batería es pobre Para superar los problemas anteriores, el componente de los investigadores adopta S nano, modificación del revestimiento de la superficie y nuevos métodos como el electrolito sólido superado, en la actualidad los estudios en baterías Li-S tienen un nu Se ha logrado un gran progreso, por lo que la batería Li-S es la más prometedora a corto plazo que puede reemplazar la relación del sistema de almacenamiento de energía de la batería de iones de litio.

Las áreas de almacenamiento de energía nunca carecen de spoiler, surgiendo en los últimos años la batería de iones dobles es una de ellas.Entre los electrodos de la batería de iones de litio solo Li + en diferente reacción, proceso de carga de la batería de doble ión, el anión en el campo eléctrico debajo la acción de la migración al ánodo, incrustado en la estructura del ánodo y la migración de catión a cátodo, incrustado en el cátodo, descarga, por el contrario, el proceso de salida de los iones del ánodo y cátodo, volver al electrolito, la restauración del electrolito concentración El material del cátodo de la batería de iones dobles en la actualidad es principalmente material de grafito, el anión puede estar incrustado en la estructura del grafito ya en 1938 por Ru? Dorff y Hofmann encontraron, pero como resultado del anión, el potencial eléctrico incrustado es mayor, por lo que el doble electrolito de batería de iones con una alta concentración de solución ácida como electrolito, traerá grandes problemas ocultos de seguridad.Hasta los 90 s, con la aplicación comercial de iones de litio baterías, se descubrió que si el reemplazo del ánodo de la batería de iones de litio para el anión incrustado de materiales de grafito, puede obtener una batería de doble ión de voltaje más alto. En décadas posteriores, la gente comenzó a doblar la batería de iones para una investigación en profundidad, especialmente el mecanismo del anión incrustado en estructura de grafito llevada a cabo en el estudio minucioso de "1".

A continuación se muestran algunas de las aplicaciones comunes en el electrolito de batería de doble ión y su incrustado en diferentes materiales de grafito tiene un potencial "2", podemos observar en esta tabla, los ésteres de PF6 + comunes en el electrolito de batería de doble ión PF6 incrustado en el potencial de la estructura de grafito alcanzar más de 5 v, también condujo a un problema grave: la inestabilidad del electrolito causada por el alto voltaje, por lo que la batería en un bucle, la eficiencia de coulomb continúa disminuyendo, el rendimiento de circulación deficiente. Con el desarrollo continuo de la tecnología de líquido iónico en los últimos años años, la estabilidad térmica del líquido iónico, la baja viscosidad y la amplia ventana electroquímica, veamos la esperanza de una batería de doble ión.


Aunque el círculo académico para muchos informes de baterías de iones dobles, pero también sabemos menos del anión incrustado en la estructura del grafito, los estudios de KoljaBeltrop muestran que el diámetro del comportamiento incrustado del anión tiene una influencia significativa en su anión incrustado en el diámetro mayor. de grafito en el más difícil (y considerando el papel común del anión y el solvente de electrolito) "2".


Los científicos japoneses TatsumiIshihara contra PF6 incrustado en el comportamiento del grafito, el estudio encontró que la incrustación de PF6, la distancia entre las capas de grafito se expande gradualmente, la más grande puede alcanzar 0.4 nm (espaciado de la capa de grafito en escamas entre 0.336 nm iniciales), también encontraron que el grafito estructura de alto potencial en la estructura nanométrica de la burbuja, lo que hace que la estructura de la burbuja nanométrica de la capacidad del cátodo de grafito sea considerablemente más alta, 147 mah / g, está cerca de la capacidad específica de LiCoO2 del "3".


Desde el instituto de tecnología avanzada de shenzhen, la academia de ciencias de China y la universidad de ciencia y tecnología de China, las personas de PanpanQin desarrollaron conjuntamente una batería de ion doble de electrodo de Al, preparación de PanpanQin en la lámina de Al recubierta con una capa de nano bola de carbono hueca de Al, no solo buena inhibición de la tensión intercalada-li que se produce en el proceso, también reduce la densidad de corriente, de modo que el ciclo de la batería tiene un buen rendimiento, por debajo de 2 c bucle 1500 veces, la capacidad de retención puede ascender al 99%, bajo la densidad de potencia de 1780 w / kg, la densidad de energía de la batería alcanzó 142 wh / kg, estos datos son más altos que los de la mayoría de los datos comerciales de baterías de iones de litio (sobre los resultados del contenido detallado detallaremos en el próximo artículo).


A los 30 años pertenece a la era de las baterías de iones de litio, ¿los próximos 30 años pertenecen a ese tipo de batería? Batería de Li-S, celda de Li-O2 y batería de doble ión, que serán los destructores de la batería de iones de litio. ? Analicemos las ventajas de la batería de iones dobles, el primero es el costo, el ánodo de la batería de iones dobles es el material de grafito que se utiliza, es esto solo que el uso de NCA, material de electrodo positivo deslizante y LCO de las baterías de iones de litio, el costo es mucho menor. Propiedades ambientales, las baterías de iones dobles contienen elementos de metales pesados, difícilmente el material del cátodo del grafito también es muy bueno, no tendrá una contaminación grave por metales pesados para el medio ambiente. Son las ventajas tecnológicas más importantes, el equipo y la tecnología de producción de baterías de iones de litio actuales. se puede usar para duplicar completamente la producción de baterías de iones, puede decir que una vez que la tecnología de baterías de iones dobles madura y comienza la promoción, los fabricantes de baterías de iones de litio existentes pueden estar en las instalaciones de no cambiar de equipo, dentro del período de rápida transformación.

Batería Li-S, celda Li-O2 y batería de iones dobles que pueden tomar el lugar de las baterías de iones de litio, para ganar los próximos treinta años, ¿qué opinas?

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