"Odkrywanie Obiecującej Przyszłości: Badanie Postępów i Potencjału Baterii Litowo-Siarowych"
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 udoskonaleń 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 zdolność do magazynowania większej ilości energii niż tradycyjne baterie litowo-jonowe.
Oczekuje się, że światowy rynek baterii na bazie siarki będzie rósł w tempie CAGR wynoszącym 17,69%, 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, jest anodą; elektroda, która absorbuje elektrony, jest katodą. 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 tworzy wolne elektrony w anodzie, tworząc ładunek, który przepływa prądem elektrycznym przez zasilane urządzenie. Elektrody odpowiadają za podstawowe działanie baterii.
Separator i Elektrolit– Te dwa elementy decydują o bezpieczeństwie baterii. Separator działa jak fizyczna bariera między katodą a anodą, zapobiegając bezpośredniemu przepływowi elektronów między nimi, blokując przepływ elektronów wewnątrz baterii, pozwalając jedynie jonom na przechodzenie przez nie.
Elektrolit przenosi jony (cząstki przenoszące ładunek) w obie strony między dwiema elektrodami baterii, powodując ładowanie i rozładowywanie się 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. Określany przez badaczy jako efekt przemieszczania się polisulfidów, skraca żywotność baterii.
Aby zapobiec przemieszczaniu się polisulfidów, naukowcy na początku próbowali umieścić nieaktywną redoksowo warstwę pośrednią między elektrodami. Okazało się jednak, że zajmuje ona dodatkową przestrzeń wewnątrz baterii, zmniejszając pojemność magazynowania baterii i nie redukując odpowiednio przemieszczania się. Następnie naukowcy opracowali porowatą warstwę pośrednią zawierającą aktywną siarkę, w przeciwieństwie do warstwy nieaktywnej redoksowo (tj. nie zachodzi w niej podobna reakcja jak w elektrodzie). Wyniki pokazały trzykrotny wzrost pojemności, a baterie z aktywną warstwą pośrednią utrzymywały wysoką pojemność przez ponad 700 cykli ładowania i rozładowywania.
Najnowsze osiągnięcia 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 udoskonalenie baterii litowo-siarkowych do użytku komercyjnego i bezpieczeństwa narodowego.
Zalety litowo-siarkowych
Wnioski
Baterie litowo-jonowe osiągają swoje granice technologiczne. Baterie Li-S pojawiły się jako rozwiązanie ograniczeń tradycyjnych baterii litowo-jonowych. Naukowcy starają się rozwiązać obecne wyzwanie, jakim jest krótka żywotność baterii spowodowana przemieszczaniem się polisulfidów, poprzez zastosowanie elektrolitów siarczkowych w stanie stałym (SSE). Baterie Li-S charakteryzują się wysoką gęstością energii, zwiększonym bezpieczeństwem, efektywnością kosztową, 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]