“Odkrywanie obiecującej przyszłości: Badanie postępów i potencjału baterii litowo-siarkowych”
Baterie litowo-jonowe używane komercyjnie składają się głównie z katody, anody, separatora i elektrolitu. Baterie litowo-jonowe są instalowane w smartfonach, elektronarzędziach i pojazdach elektrycznych. Wykorzystują roztwór elektrolitu ciekłego.
Pomimo szerokiego zastosowania i ulepszeń wBateria litowo-jonowatechnologii, mają one również 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 ekstremalną obfitość w naturze, będąca produktem ubocznym przemysłu naftowego. Materiał ten jest również opłacalny i ma zdolność przechowywania większej ilości energii niż tradycyjne baterie oparte na litowo-jonowych.
Oczekuje się, że światowy rynek baterii na bazie siarki będzie rósł ze średnią roczną stopą wzrostu (CAGR) 17,69%, osiągając 2,699 miliarda USD do 2031 roku z 517,4 miliona USD w 2021 roku.
Uzyskaj raport próbki (w tym wykresy, diagramy i rysunki):https://univdatos.com/get-a-free-sample-form-php/?product_id=12413
Elementy baterii–
Elektrody– Elektroda, która uwalnia elektrony podczas rozładowania, to anoda; elektroda, która pochłania elektrony, to katoda. Przechowują lit. Elektrolit przenosi dodatnio naładowane jony litu (tj. jon jest naładowaną elektrycznie cząstką wytwarzaną w celu uzyskania jonu dodatniego lub ujemnego poprzez usunięcie lub dodanie elektronów z obojętnego atomu) z anody do katody i odwrotnie przez separator. Ruch jonów litu tworzy wolne elektrony w anodzie, tworząc ładunek, który przepływa prąd elektryczny przez zasilane urządzenie. Elektrody są odpowiedzialne za podstawowe działanie baterii.
Separator i elektrolit– Te dwa elementy decydują o bezpieczeństwie baterii. Separator działa jako fizyczna bariera między katodą i anodą, zapobiegając bezpośredniemu przepływowi elektronów między nimi, blokując przepływ elektronów wewnątrz baterii, pozwalając jedynie na przechodzenie przez nie jonów.
Elektrolit przenosi jony (cząsteczki przenoszące ładunek) tam i z powrotem między dwiema elektrodami baterii, powodując ładowanie i rozładowywanie baterii.
Wyzwanie w praktycznym zastosowaniu baterii litowo-siarkowych
Ładowanie baterii Li-S skutkuje gromadzeniem się materiału (polisulfidu), który następnie przepływa i rozpuszcza się w elektrolicie, powodując jego korozję. Określane przez naukowców jako efekt wahadłowy polisulfidów, zmniejsza żywotność baterii.
Aby zapobiec wahadłowości polisulfidów, naukowcy na początku próbowali umieścić warstwę pośrednią redox-bierną między elektrodami. Skończyło się to jednak zajęciem dodatkowej przestrzeni w baterii, zmniejszając pojemność magazynowania baterii i nie zmniejszyło w wystarczającym stopniu efektu wahadłowości. Następnie naukowcy opracowali porowatą, zawierającą siarkę, aktywną warstwę pośrednią w przeciwieństwie do warstwy redox-biernej (tj. nie przechodzi ona podobnych reakcji jak w elektrodzie). Wyniki wykazały trzykrotny wzrost pojemności, a baterie z aktywną warstwą pośrednią utrzymywały wysoką pojemność przez ponad 700 cykli ładowania-rozładowania.
Ostatnie wydarzenia na rynku baterii na bazie siarki
Wrzesień 2022: NGK Insulators, Ltd otrzymała 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: Lyten Inc. i Departament Obrony USA podpisały umowę. Umowa ta ma na celu ulepszenie baterii litowo-siarkowych do użytku komercyjnego i krajowego bezpieczeństwa.
Zalety litowo-siarkowych-
Wniosek
Baterie litowo-jonowe osiągają swoje zaawansowanie technologiczne. Baterie Li-S pojawiły się jako rozwiązanie ograniczeń tradycyjnych baterii litowo-jonowych. Naukowcy starają się rozwiązać obecne wyzwanie związane z krótką żywotnością baterii spowodowaną wahadłowością polisulfidów, stosując stałofazowe elektrolity siarczkowe (SSE). Baterie Li-S mają wysoką gęstość energii, zwiększone bezpieczeństwo, opłacalność, a siarka stosowana w bateriach jest przemysłowym produktem ubocznym.
Autor: Abhishek Saini
Aby uzyskać więcej informacji, skontaktuj się z:
UnivDatos Market Insights
C80B, Sector-8, Noida,
Uttar Pradesh 201301
W przypadku pytań związanych ze sprzedażą, prosimy o kontakt pod adresem [email protected]