“Открывая многообещающее будущее: изучение достижений и потенциала литий-серных аккумуляторов”
Литий-ионные аккумуляторы, используемые в коммерческих целях, в основном состоят из катода, анодного сепаратора и электролита. Литий-ионные аккумуляторы устанавливаются в смартфонах, электроинструментах и электромобилях. В них используется жидкий электролитный раствор.
Несмотря на широкое использование и улучшения в технологии литий-ионных аккумуляторов, у них есть и известные недостатки, такие как перегрев и проблемы с цепочкой поставок сырья. Ведутся постоянные исследования этих проблем путем тестирования новых материалов в конструкции аккумуляторов. Одним из таких материалов является сера, благодаря ее чрезвычайной распространенности в природе, являющаяся побочным продуктом нефтяной промышленности. Материал также является экономически эффективным и обладает способностью удерживать больше энергии, чем традиционные литий-ионные аккумуляторы.
Ожидается, что объем мирового рынка аккумуляторов на основе серы будет расти со среднегодовым темпом роста 17,69%, достигнув 2 699 млн долларов США к 2031 году с 517,4 млн в 2021 году.
Получите образец отчета (включая графики, диаграммы и рисунки): https://univdatos.com/get-a-free-sample-form-php/?product_id=12413
Компоненты аккумулятора–
Электроды– Электродом, высвобождающим электроны во время разряда, является анод; электродом, поглощающим электроны, является катод. Они накапливают литий. Электролит переносит положительно заряженные ионы лития (т.е. ион — это электрически заряженная частица, образующаяся для получения положительного или отрицательного иона путем удаления или добавления электронов из нейтрального атома) от анода к катоду и обратно через сепаратор. Движение ионов лития создает свободные электроны в аноде, создавая заряд, который проводит электрический ток через устройство, получающее питание. Электроды отвечают за основные характеристики аккумулятора.
Сепаратор и электролит– Эти два компонента определяют безопасность аккумулятора. Сепаратор действует как физический барьер между катодом и анодом, предотвращая прямой поток электронов между ними, блокируя поток электронов внутри аккумулятора, позволяя проходить только ионам.
Электролит переносит ионы (частицы, переносящие заряд) вперед и назад между двумя электродами аккумулятора, заставляя аккумулятор заряжаться и разряжаться.
Проблема практического использования литий-серных аккумуляторов
Зарядка Li-S аккумулятора приводит к накоплению материала (полисульфида), который затем течет и растворяется в электролите, вызывая его коррозию. Это явление, называемое исследователями полисульфидным челночным эффектом, сокращает срок службы аккумулятора.
Чтобы предотвратить полисульфидное шунтирование, ученые сначала попытались поместить редокс-неактивный промежуточный слой между электродами. Однако в конечном итоге это заняло дополнительное пространство внутри аккумулятора, снизив емкость аккумулятора и недостаточно уменьшив шунтирование. Впоследствии исследователи разработали пористый серосодержащий активный промежуточный слой в отличие от редокс-неактивного (т.е. он не подвергается аналогичным реакциям, как в электроде). Результаты показали, что емкость увеличилась в три раза, а аккумуляторы с активным промежуточным слоем сохраняли высокую емкость в течение 700 циклов заряда-разряда.
Последние разработки на рынке аккумуляторов на основе серы
Сентябрь 2022 г.: Компания NGK Insulators, Ltd получила контракт на систему натриево-серного аккумулятора мощностью 11,4 МВт/69,6 МВтч. Система будет развернута на станции Tsu СПГ в префектуре Миэ, Япония.
Январь 2022 г.: Lyten Inc. и Министерство обороны США подписали соглашение. Это соглашение направлено на улучшение литий-серных аккумуляторов для коммерческого и национального использования в целях безопасности.
Преимущества литий-серных аккумуляторов-
Заключение
Литий-ионные аккумуляторы достигают своего технологического развития. Li-S аккумуляторы появились как решение ограничений традиционных литий-ионных аккумуляторов. Исследователи стремятся решить текущую проблему короткого срока службы аккумулятора, вызванного полисульфидным шунтированием, путем использования сульфидных твердотельных электролитов (SSE). Li-S аккумуляторы обладают высокой плотностью энергии, повышенной безопасностью, экономической эффективностью, а сера, используемая в аккумуляторах, является побочным продуктом промышленности.
Автор: Абхишек Саини
Для получения более подробной информации обращайтесь:
UnivDatos Market Insights
C80B, Sector-8, Noida,
Uttar Pradesh 201301
По вопросам, связанным с продажами, обращайтесь к нам по адресу [email protected]