„Odblokowanie 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 roztwór ciekłego elektrolitu.
Pomimo szerokiego zastosowania i ulepszeń w technologii baterii litowo-jonowych, 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 przyrodzie, będąca produktem ubocznym przemysłu naftowego. Materiał ten jest również opłacalny i ma możliwość przechowywania więcej energii niż tradycyjne baterie litowo-jonowe.
Oczekuje się, że światowy rynek baterii na bazie siarki będzie rósł przy CAGR na poziomie 17,69%, osiągając 2 699 mln USD do 2031 r. z 517,4 mln w 2021 r.
Dostęp do przykładowego raportu (zawierającego wykresy, schematy i dane liczbowe): 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 absorbuje elektrony, to katoda. Przechowują one 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 wytwarza 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, pozwalając tylko jonom na przejście przez nie.
Elektrolit przenosi jony (cząstki 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 powoduje gromadzenie się materiału (polisulfidu), który następnie przepływa i rozpuszcza się w elektrolicie, powodując jego korozję. Nazywany przez naukowców efektem transportu polisulfidów, skraca on żywotność baterii.
Aby zapobiec transportowi polisulfidów, naukowcy na początku próbowali umieścić warstwę pośrednią nieaktywną redoks między elektrodami. Skończyło się to jednak zajęciem dodatkowej przestrzeni w baterii, zmniejszając pojemność magazynową baterii i nie zredukowało w wystarczającym stopniu transportu. Następnie naukowcy opracowali porowatą, aktywną warstwę pośrednią zawierającą siarkę, w przeciwieństwie do warstwy nieaktywnej redoks (tj. nie zachodzi ona podobne reakcje 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: NGK Insulators, Ltd otrzymało kontrakt na system sodowo-siarkowy o mocy 11,4 MW/69,6 MWh. System zostanie wdrożony na 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 dla bezpieczeństwa narodowego.
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 obecny problem krótkiej żywotności baterii spowodowanej transportem polisulfidów, stosując elektrolity siarczkowe w stanie stałym (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 zapytań dotyczących sprzedaży prosimy o kontakt pod adresem [email protected]