Розробляйте нові акумулятори для зберігання енергії та будуйте нові накопичувачі для енергії майбутнього
2022.Nov
11
Електрохімічна акумуляторна батарея є надзвичайно важливим способом зберігання електричної енергії. Акумуляторна батарея - це пристрій, який накопичує електричну енергію шляхом взаємного перетворення хімічної та електричної енергії. Досі часто використовувані акумуляторні системи мають певні проблеми. Наприклад, традиційні свинцево-кислотні акумулятори містять сильні забруднюючі речовини, такі як важкі метали; нещодавно розроблена повністю ванадієва окислювально-відновна батарея вимагає використання дуже дорогих рідкісних металів для виготовлення електродів, а вартість занадто висока, хоча накопичення енергії є дуже ефективним, наразі воно не підходить для будівництва великого виробництва.
Необхідне обладнання для зберігання енергії стикається з новими вимогами. Дослідження та розробка різноманітних нових концепцій акумуляторів для зберігання енергії має велике значення для розвитку нової енергетики моєї країни, її збереження та скорочення викидів.
Традиційні комерційні літієві батареї використовують органічні рідкі електроліти, які мають такі переваги, як малий розмір, велика ємність і тривалий термін служби, але також мають певні ризики для безпеки. Твердий електроліт у твердотільному акумуляторі може усунути проблеми вибуху та витоку рідини, спричинені рідким електролітом, і забезпечити безпечне зберігання енергії. Взявши як приклад повністю твердотільну літієву батарею, вона має вищу безпеку, але вартість сировини для її основного компонента, твердотільного електроліту, здебільшого дуже висока, і значна кількість твердотільних електролітів з хорошою продуктивність не стійка до вологості. З іншого боку, підготовка та зберігання в атмосфері з дуже низькою точкою роси збільшує витрати на виробництво. До цього кінця, дослідницька група професора Ма Ченга з Університету науки і технологій Китаю розробила і синтезувала новий тип хлоридного твердого електроліту - літій-цирконій хлорид (Li2ZrCl6). Цей матеріал досягає успіху в значному зниженні витрат на сировину при товщині 50 мікрон. Крім того, літій-цирконієвий хлорид зберігає стабільність при вологості до 5% (що відповідає точці роси -15 °C), тому для його синтезу та зберігання не потрібні суворі атмосфери, що додатково знижує виробничі витрати. Літій-цирконієвий хлорид також має значні переваги з точки зору вартості виробництва та комплексних електрохімічних характеристик, і його відкриття долає серйозні проблеми для комерційного масового виробництва повністю твердотільних батарей. Комерціалізація повністю твердотільних літієвих батарей буде мати велике значення для досягнення піку вуглецю та вуглецевої нейтральності. Особливо в галузі електромобілів з новою енергією, повністю твердотільні літієві батареї можуть бути остаточним рішенням проблем безпеки.
Більш безпечний, довший термін служби батареї, вища щільність енергії та нижча вартість є важливими вимогами до акумуляторів на ринку додатків, а також напрямком, у якому невпинно рухаються дослідники.