«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, они также имеют известные недостатки, такие как перегрев и проблемы с цепочкой поставок сырья. В настоящее время проводятся исследования этих проблем путем тестирования новых материалов при конструировании аккумуляторов. Одним из таких материалов является сера, благодаря ее чрезвычайной распространенности в природе, являющаяся побочным продуктом нефтяной промышленности. Этот материал также экономически выгоден и способен накапливать больше энергии, чем традиционные литий-ионные аккумуляторы.

Ожидается, что мировой объем рынка серных аккумуляторов будет расти со среднегодовым темпом роста 17,69%, достигнув 2 699 млн долларов США к 2031 году с 517,4 млн долларов США в 2021 году.

Получите доступ к образцу отчета (включая графики, диаграммы и рисунки): https://univdatos.com/get-a-free-sample-form-php/?product_id=12413

Компоненты аккумулятора–

Электроды– Электродом, который высвобождает электроны во время разряда, является анод; электродом, который поглощает электроны, является катод. Они накапливают литий. Электролит переносит положительно заряженные ионы лития (т.е. ион - это электрически заряженная частица, образованная для придания положительного или отрицательного иона либо путем удаления, либо путем добавления электронов из нейтрального атома) от анода к катоду и наоборот через сепаратор. Движение ионов лития создает свободные электроны в аноде, создавая заряд, который пропускает 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 через них только ионам.

Электролит передает ионы (частицы, переносящие заряд) туда и обратно 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. Этот эффект, называемый исследователями эффектом полисульфидного челнока, сокращает срок службы аккумулятора.

Чтобы предотвратить эффект полисульфидного челнока, ученые сначала попытались поместить редокс-неактивный промежуточный слой между электродами. Однако это привело к занятию дополнительного места внутри аккумулятора, снижению емкости аккумулятора и не привело к адекватному снижению эффекта челнока. 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 более 700 циклов заряда-разряда.

Последние разработки на рынке серных аккумуляторов

Сентябрь 2022 г.: Компания NGK Insulators, Ltd получила контракт на натриево-серную систему мощностью 11,4 МВт/69,6 МВтч. Система будет развернута на СПГ-станции Tsu 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 использования и обеспечения национальной безопасности.

Преимущества литий-серы-

Заключение

Литий-ионные аккумуляторы достигают своего технологического совершенства. Li-S аккумуляторы стали решением ограничений традиционных литий-ионных аккумуляторов. Исследователи стремятся решить текущую проблему короткого срока службы аккумулятора, вызванную эффектом полисульфидного челнока, путем использования твердотельных электролитов на основе сульфидов (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 свяжитесь с нами:

UnivDatos Market Insights

C80B, Sector-8, Noida,

Uttar Pradesh 201301

По вопросам, связанным с продажами, обращайтесь к нам по адресу[email protected]