Sind Doppelionenbatterien der Fluch von Lithium-Ionen-Batterien?

Begrenzt durch hohe Rohstoffpreise, insbesondere die Rohstoffe wie Lithiumcarbonat, Co und Ni haben in naher Zukunft einen deutlichen Preisanstieg, Lithium-Ionen-Batterien sind derzeit die Kosten für Platzmangel begrenzt.

Um die Kosten für die Einheit Wh zu senken, haben die Menschen eine Vielzahl von Speicherbatterien mit hoher Energiedichte entwickelt, wie z. B. Li-O2-Batterien mit einer theoretischen spezifischen Energie von bis zu 3600 wh / kg (Li + + O2 + 2 e - = Li2O2) , VvsLi / Li + 2,96), weit höher als das eines lithium-ionen-akkus und hat die Eigenschaften eines umweltfreundlichen. Um die Kosten weiter zu senken, haben Menschen auch mit Na, Zink und anderen alternativen Metallen Li, Na - O2 und Zink - O2-Batterien, diese Technologien befinden sich derzeit in der Phase der Grundlagenforschung und -entwicklung. Derzeit konzentriert sich die Hauptforschung hauptsächlich auf die Metall-Elektrolyt-Grenzflächen- und Entladungsproduktforschung usw., bei der die Entwicklungsschwierigkeiten für Li-O2-Zellen gering sind vollständiger, kann kurzfristig verwendet werden.

Neben der Li-S-Batterie, die auch ein Forschungs-Hotspot ist, kann die S-Theorie des spezifischen Volumens 1672 mah / g erreichen, eine theoretische spezifische Energie von 2600 wh / kg, obwohl weniger in Li-O2-Zellen, aber auch weit höher als die von Lithium-Ionen-Batterien .Li - S Hauptprobleme der Batterie sind derzeit, S schlechte elektrische Leitfähigkeit, in der Nähe des Isolators, große Volumenexpansion (80%), S positives interkaliertes Li-Produkt, das sich im Elektrolyten auflöst, Pendeln zwischen ist negativ, führt zu schnellem Ausfall Kapazität, Zyklus und Speicherleistung sind schlecht. Von häufig verwendeten Estern auf dem aktuellen Lithium-Ionen-Batterieelektrolyten, da die Anwendung auf Li-S-Batterien viele Nebenwirkungen hat, führen Li-S-Ether, die üblicherweise als Batterieelektrolyt verwendet werden, zu einer hohen Temperatur von Die Batterieleistung ist schlecht. Um die oben genannten Probleme zu überwinden, verwendet die Forscherkomponente S nano, Oberflächenbeschichtungsmodifikation und neue Methoden wie die Überwindung von Festelektrolyten. Derzeit haben die Studien an Li - S - Batterien eine Nu Es wurden zahlreiche wichtige Fortschritte erzielt, sodass Li-S-Batterien kurzfristig die vielversprechendsten sind und das Verhältnis des Energiespeichersystems für Lithium-Ionen-Batterien ersetzen können.

Energiespeicherbereiche mangelt es nie an Spoiler, in den letzten Jahren ist die Doppelionenbatterie eine davon. Zwischen den Elektroden der Lithiumionenbatterie befindet sich nur Li + in unterschiedlicher Reaktion, Doppelionenbatterie-Ladevorgang, das Anion im elektrischen Feld unter Die Wirkung der Migration zur Anode, eingebettet in die Anodenstruktur und der Migration von Kation zu Kathode, eingebettet in die Kathode, Entladung, im Gegensatz dazu der Prozess der Anode und der Kathodenionen, zurück in den Elektrolyten, die Wiederherstellung des Elektrolyten Konzentration.Doppelionenbatterie-Kathodenmaterial ist derzeit hauptsächlich Graphitmaterial, das Anion kann tatsächlich bereits 1938 von Ru? Dorff und Hofmann in die Graphitstruktur eingebettet werden, ist aber aufgrund des in Anionen eingebetteten elektrischen Potentials höher, also doppelt so hoch Ionenbatterie-Elektrolyt mit einer hohen Konzentration an saurer Lösung als Elektrolyt bringt große versteckte Sicherheitsprobleme mit sich. Bis in die 90er Jahre mit der kommerziellen Anwendung von Lithiumionen Batterien wurde festgestellt, dass, wenn der Lithium-Ionen-Batterieanodenersatz für eingebettete Anionen aus Graphitmaterialien eine Doppelionenbatterie mit höherer Spannung erhalten kann. In den folgenden Jahrzehnten begannen die Menschen, Ionenbatterien für eingehende Untersuchungen zu verdoppeln, insbesondere den Mechanismus des eingebetteten Anions Graphitstruktur durchgeführt die gründliche Untersuchung von "1".

Nachfolgend sind einige der gängigen Anwendungen in Doppelionenbatterie-Elektrolyten aufgeführt, und ihre in verschiedene Graphitmaterialien eingebetteten Potentiale "2" sind aus dieser Tabelle ersichtlich. Die üblichen PF6 + -Ester im Doppelionen-Batterieelektrolyten PF6 sind in das Potential der Graphitstruktur eingebettet Das Erreichen von mehr als 5 V führte auch zu einem ernsthaften Problem - der durch Hochspannung verursachten Elektrolytinstabilität, um die Batterie in eine Schleife zu bringen. Die Coulomb-Effizienz nimmt weiter ab, die Zirkulationsleistung ist schlecht. Mit der kontinuierlichen Entwicklung der Ionenflüssigkeitstechnologie in jüngster Zeit Jahre, die Wärmestabilität der ionischen Flüssigkeit, die niedrige Viskosität und das breite elektrochemische Fenster lassen die Hoffnung auf eine Doppelionenbatterie erkennen.


Obwohl der akademische Kreis für viele Berichte über Doppelionenbatterien berichtet, aber wir wissen auch weniger über Anionen, die in die Graphitstruktur eingebettet sind, zeigen KoljaBeltrop-Studien, dass der Durchmesser des Anionen-eingebetteten Verhaltens einen signifikanten Einfluss auf sein Anion hat, das in den größeren Durchmesser eingebettet ist von Graphit im schwierigeren (und unter Berücksichtigung der gemeinsamen Rolle von Anionen und Elektrolytlösungsmittel) "2".


Die japanischen Wissenschaftler TatsumiIshihara gegen PF6, eingebettet in das Verhalten von Graphit, fanden in der Studie als PF6-Einbettung heraus, dass sich der Abstand zwischen den Graphitschichten allmählich ausdehnt, der größte 0,4 nm erreichen kann (Flockengraphitschichtabstand zwischen anfänglich 0,336 nm), fanden auch, dass der Graphit Struktur unter hohem Potential in der Nanometerstruktur der Blase, wodurch die Nanometerblasenstruktur der Graphitkathodenkapazität mit 147 mah / g deutlich höher wird, liegt sie nahe an der LiCoO2-spezifischen Kapazität der "3".


Vom Shenzhen Institute of Advanced Technology, der chinesischen Akademie der Wissenschaften und der chinesischen Universität für Wissenschaft und Technologie entwickelten PanpanQin-Leute wie Alpan-Doppelionenbatterien gemeinsam PanpanQin-Präparate auf der Al-Folie, die nicht nur mit einer Schicht aus hohlem Al-Nanokugel aus Kohlenstoff beschichtet war Eine gute Hemmung der interkalierten Li-Spannung, die in dem Prozess erzeugt wird, verringert auch die Stromdichte, so dass der Zyklus der Batterie eine gute Leistung aufweist, unter einer 1500-fachen Schleife von 2 c kann die Rückhaltekapazität unter der Leistungsdichte von 1780 99% betragen w / kg erreichte die Batterieenergiedichte 142 wh / kg, diese Daten sind höher als die der meisten kommerziellen Lithium-Ionen-Batterie-Daten (über die Ergebnisse des detaillierten Inhalts werden wir im nächsten Artikel detailliert berichten).


30 Jahre gehören zum Zeitalter der Lithium-Ionen-Batterien, die nächsten 30 Jahre sollen zu dieser Art von Batterie gehören - Li-S-Batterie, Li-O2-Zelle und Doppelionen-Batterie, die die Zerstörer der Lithium-Ionen-Batterie sein werden Lassen Sie uns die Vorteile der Doppelionenbatterie analysieren, die erste ist die Kosten, die Doppelionenbatterieanode ist die Verwendung der Graphitmaterialien, ist dies allein als bei Verwendung von NCA, Gleit- und LCO-positivem Elektrodenmaterial von Lithiumionenbatterien viel niedriger. Gefolgt von Umwelteigenschaften, Doppelionenbatterien enthalten Schwermetallelemente, kaum ist das Kathodenmaterial von Graphit auch sehr gut, wird keine ernsthafte Schwermetallbelastung für die Umwelt haben. Ist der wichtigste technologische Vorteil, die derzeitige Lithium-Ionen-Batterie-Produktionsanlage und Technologie kann verwendet werden, um die Produktion von Doppelionenbatterien vollständig zu verdoppeln, kann sagen, sobald die Doppelionenbatterietechnologie ausgereift ist, und die Promotion starten, können die bestehenden hersteller von lithium-ionen-batterien vor Ort sein innerhalb der Zeit der raschen Transformation die Ausrüstung nicht zu wechseln.

Li-S-Batterie, Li-O2-Zelle und Doppelionenbatterie, die anstelle von Lithium-Ionen-Batterien die nächsten dreißig Jahre gewinnen können. Was denken Sie?

Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.