Ein neuer Durchbruch in der heimischen Lithium-Schwefel-Batterie-Forschungstechnologie!

Im Jahr 2020 wird dies eine Hürde für alle neuen Energiefahrzeuge und Kraftbatterieunternehmen sein, die auf dem chinesischen Markt verkaufen. Gemäß der vom Ministerium für Industrie und Informationstechnologie herausgegebenen "Technologie-Roadmap für energiesparende und neue Energiefahrzeuge" sollte die Energiedichte von Batteriezellen für reine Elektrofahrzeuge im Jahr 2020 300 Wh / kg erreichen und 350 Wh / kg erreichen Während das derzeitige Mainstream-Lithiumbatteriematerialsystem, wird die Energiedichte in den nächsten ein bis zwei Jahren nahe am theoretischen Wert liegen, und es ist schwierig, 350 Wh / kg zu überschreiten. Um Batterien mit höherer Energiedichte herzustellen, muss ein neues Batteriesystem entwickelt werden. Einige Insider glauben, dass das Lithium-Schwefel-Batteriesystem in Zukunft voraussichtlich zu einem der Hauptbatteriematerialsysteme mit hoher Energiedichte wird.

Vor kurzem hat das Team von Professor Lai Yanqing von der Central South University einen großen Durchbruch in der Forschung zu hoher Sicherheit, langer Lebensdauer und hoher spezifischer Energie von Lithium-Schwefel-Batterien erzielt und Durchbrüche in der SC-Verbundkonstruktion, dem zyklischen Dämpfungsmechanismus und erzielt Schwefelschneidendes Lithium-Blei-Verfahren. Eine Reihe innovativer Ergebnisse, verwandte Forschungsergebnisse in NanoEnergy, EnergyStorageMaterials und J. Mater. Chem, ein verwandtes Energiematerial, das im Top Journal veröffentlicht wurde. Als Projektleiter beantragte Professor Lai Yanqing auch die Genehmigung des National Key R & D Program 2018. Es wird erwartet, dass das Projekt innerhalb von 3 Jahren das weltweit erste sein wird, das eine energiereiche (mehr als doppelt so hohe Batterie) Entwicklung von Lithium-Schwefel-Batterien erreicht, die Herstellungs- und Ladeanwendungen demonstriert.

Lithium-Schwefel-Batterie ist eine Art lithium-batterie mit einem Schwefelelement als positiver Elektrode der Batterie und Lithiummetall als negativer Elektrode. Seine theoretische spezifische Energie liegt bei 2600 Wh / kg, was viel höher ist als bei der derzeitigen kommerziellen Lithium-Ionen-Batterie. In den letzten Jahren haben sich Lithium-Schwefel-Batterien aufgrund ihrer hohen Energiedichte, theoretischen Kapazität, reichlich vorhandenen elementaren Schwefelressourcen, ihres niedrigen Preises und ihrer Umweltfreundlichkeit zu einer der wichtigsten Forschungsrichtungen für neue Hochenergiebatterien entwickelt.

Obwohl der technische Weg relativ klar ist, steht der Kommerzialisierungsprozess von Lithium-Schwefel-Batterien vor großen Herausforderungen: Aufgrund der schlechten Leitfähigkeit des Schwefelkathodenmaterials und seines Entladungsprodukts Lithiumsulfid, volumetrischer Effekte beim Laden und Entladen und "Shuttle-Effekt" usw. Die Schwefelausnutzung in der Batterie ist gering, die Kapazität wird schnell gedämpft und die Leistung ist schlecht.

Als Reaktion auf die oben genannten Probleme entwarf und synthetisierte Professor Xu Maowen vom Department of Materials and Energy der Southwest University einen Doppelkern-Kern-Schale-NiO-NiCo2O4-Heteroübergangs-C-Hohlnanokäfig als Schwefelträger und wurde zunächst auf Lithium aufgebracht -schwefelbatterien. Diese hohle Struktur bietet nicht nur ausreichend Platz für die Schwefelspeicherung, sondern bewältigt auch effektiv den Volumeneffekt beim Laden und Entladen von Schwefel. Darüber hinaus kann der NiO-NiCo2O4-Heteroübergangs-Nanokäfig die einzigartigen Vorteile seiner eigenen Zusammensetzung nutzen, um die Auflösung und Diffusion von Polysulfid wirksam zu hemmen und den Shuttle-Effekt der Batterie aufgrund dieses einzigartigen Designs zu mildern. Das Material wirkt als positive Elektrode von a Lithium-Schwefel-Batterie und weist eine hohe spezifische Kapazität und eine gute Zyklenstabilität auf. Das Battery China Network wurde darüber informiert, dass die Forschungsergebnisse vom Xu Maowen-Team und Dr. Chen Yuming vom Massachusetts Institute of Technology in den USA vervollständigt und im internationalen Energiejournal "Advanced Energy Materials" unter dem Titel "Advanced Energy Materials" veröffentlicht wurden. Doppelschalige NiO-NiCo2O4-HeterostrukturCarbonHollowNanocagesasAnEfficientSulfurHostforAdvancedLithium-SulphurBatteries "(Advanced Energy Materials)) on.

Nicht nur wissenschaftliche Forschungseinrichtungen, sondern auch Batterieunternehmen haben in den letzten Jahren aktiv nach technologischen Durchbrüchen gesucht, um die Vermarktung von Lithium-Schwefel-Batterien so schnell wie möglich zu realisieren. Angesichts der Tatsache, dass Drohnen in großer Höhe besonders gewichtsempfindlich sind, besteht der größte Vorteil von Lithium-Schwefel-Batterien darin, dass sie eine hohe Energiedichte und ein geringes Gewicht aufweisen. Viele Unternehmen im In- und Ausland haben nacheinander Lithium-Schwefel-Batterieanwendungstests an Drohnen durchgeführt.

Im Jahr 2010 setzte SIONPOWER im Ausland Lithium-Schwefel-Batterien für große unbemannte Luftfahrzeuge ein, um einen Weltrekord von drei fliegenden UAVs mit der höchsten Flughöhe, der längsten Sendezeit und der niedrigsten Betriebstemperatur aufzustellen, die lithium-ionen-batterien derzeit nicht realisieren können die langfristige Stagnation von Drohnen in Niedrigtemperaturumgebungen in großer Höhe. Im Inland hat Lion Technology mit IMRE, einem professionellen Forschungsinstitut in Singapur, zusammengearbeitet. Derzeit wurden auch Proben von Lithium-Schwefel-Batterien auf Drohnen angewendet.

Derzeit steckt die Industrialisierungsforschung und -entwicklung für Lithium-Schwefel-Batterien noch in den Kinderschuhen. Neben der Notwendigkeit, die spezifische Kapazität und Stabilität von Batteriekathodenmaterialien weiter zu verbessern, müssen wichtige Probleme wie die Batteriesicherheit dringend gelöst werden. Obwohl es bei der Industrialisierung von Lithium-Schwefel-Batterien immer noch viele Probleme gibt, ist dies nach Ansicht von Dr. Miao Lixiao, General Manager der Forschungs- und Entwicklungsabteilung für neue Energie bei Thornton, die beste Gelegenheit für Chinas neue Energieunternehmen, die Gelegenheit dazu zu nutzen das Recht erhalten, die zukünftigen Lithium-Schwefel-Batterien zu sprechen. Während dieses Zeitraums sollten energiebatterieunternehmen ihre Investitionen in Forschung und Entwicklung erhöhen, den Durchbruch beschleunigen und die technischen Schwierigkeiten von Lithium-Schwefel-Batterien überwinden, um die künftige Nutzung der Lithium-Schwefel-Batteriekerntechnologie zu vermeiden, die sich auf die gesunde Entwicklung des heimischen Lithiums auswirkt Batterieindustrie.

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