„Odkrywanie obiecującej przyszłości: Badanie postępów i potencjału baterii litowo-siarkowych”
Baterie litowo-jonowe stosowane komercyjnie składają się głównie z katody, separatora anody i elektrolitu. Baterie litowo-jonowe są instalowane w smartfonach, elektronarzędziach i pojazdach elektrycznych. Wykorzystują ciekły roztwór elektrolitu.
Pomimo szerokiego zastosowania i ulepszeń w technologii baterii litowo-jonowych, mają one również dobrze znane wady, takie jak przegrzewanie się i problemy z łańcuchem dostaw surowców. Trwają badania nad tymi problemami poprzez testowanie nowych materiałów w konstrukcji baterii. Jednym z takich materiałów jest siarka, ze względu na jej ekstremalne bogactwo w naturze, będąca produktem ubocznym przemysłu naftowego. Materiał ten jest również opłacalny i ma zdolność magazynowania większej ilości energii niż tradycyjne baterie litowo-jonowe.
Oczekuje się, że światowy rynek baterii na bazie siarki będzie rósł w tempie 17,69% CAGR, osiągając 2 699 mln USD do 2031 r. z 517,4 mln w 2021 r.
Uzyskaj dostęp do przykładowego raportu (w tym wykresów, diagramów i rysunków): https://univdatos.com/get-a-free-sample-form-php/?product_id=12413
Komponenty baterii–
Elektrody – Elektroda, która uwalnia elektrony podczas rozładowywania, to anoda; elektroda, która pochłania elektrony, to katoda. Przechowują lit. Elektrolit przenosi naładowane dodatnio jony litu (tj. jon jest naładowaną elektrycznie cząstką wytwarzaną w celu uzyskania jonu dodatniego lub ujemnego poprzez usunięcie lub dodanie elektronów z neutralnego atomu) z anody do katody i odwrotnie przez separator. Ruch jonów litu tworzy wolne elektrony w anodzie, tworząc ładunek, który przepływa prądem elektrycznym przez zasilane urządzenie. Elektrody odpowiadają za podstawową wydajność baterii.
Separator i elektrolit – Te dwa elementy decydują o bezpieczeństwie baterii. Separator działa jako fizyczna bariera między katodą a anodą, zapobiegając bezpośredniemu przepływowi elektronów między nimi, blokując przepływ elektronów wewnątrz baterii, pozostawiając tylko jony do przejścia przez nie.
Elektrolit przenosi jony (cząstki przenoszące ładunek) w obie strony między dwiema elektrodami baterii, powodując ładowanie i rozładowywanie baterii.
Wyzwanie w praktycznym zastosowaniu baterii litowo-siarkowych
Ładowanie baterii Li-S powoduje gromadzenie się materiału (polisulfid), który następnie przepływa i rozpuszcza się w elektrolicie, powodując jego korozję. Określany przez naukowców jako efekt transportu polisulfidów, skraca żywotność baterii.
Aby zapobiec zamykaniu polisulfidów, naukowcy na początku próbowali umieścić nieaktywną redoksowo warstwę pośrednią między elektrodami. Ostatecznie jednak zajęło to dodatkową przestrzeń wewnątrz baterii, zmniejszając jej pojemność i nie zredukowało odpowiednio zamykania. Następnie naukowcy opracowali porowatą warstwę pośrednią zawierającą aktywną siarkę w przeciwieństwie do nieaktywnej redoksowo (tj. nie podlega podobnym reakcjom jak w elektrodzie). Wyniki pokazały, że pojemność wzrosła trzykrotnie, a baterie z aktywną warstwą pośrednią utrzymywały wysoką pojemność przez ponad 700 cykli ładowania i rozładowywania.
Najnowsze wydarzenia na rynku baterii na bazie siarki
Wrzesień 2022 r.: NGK Insulators, Ltd otrzymało kontrakt na system sodowo-siarkowy o mocy 11,4 MW/69,6 MWh. System zostanie wdrożony w stacji Tsu LNG w prefekturze Mie w Japonii.
Styczeń 2022 r.: Lyten Inc. i Departament Obrony USA podpisały umowę. Umowa ta ma na celu ulepszenie baterii litowo-siarkowych do użytku komercyjnego i w zakresie bezpieczeństwa narodowego.
Zalety litu-siarki-
Wniosek
Baterie litowo-jonowe osiągają swój rozwój technologiczny. Baterie Li-S stały się rozwiązaniem ograniczeń tradycyjnych baterii litowo-jonowych. Naukowcy starają się rozwiązać obecne wyzwanie krótkiej żywotności baterii spowodowanej zamykaniem polisulfidów, stosując elektrolity siarczkowe w stanie stałym (SSE). Baterie Li-S mają energię o wysokiej gęstości, zwiększone bezpieczeństwo, efektywność kosztową, a siarka stosowana w bateriach jest przemysłowym produktem ubocznym.
Autor: Abhishek Saini
Aby uzyskać więcej szczegółów, skontaktuj się z:
UnivDatos Market Insights
C80B, Sector-8, Noida,
Uttar Pradesh 201301
W przypadku zapytań związanych ze sprzedażą prosimy o kontakt pod adresem [email protected]