01 Inona no atao hoe bateria lithium-air sy lithium-sulfur?
① Li-air bateria
Ny bateria lithium-air dia mampiasa oksizenina ho toy ny electrode positive reactant ary metal lithium ho electrode ratsy.Izy io dia manana hakitroky ny angovo teorika avo (3500wh/kg), ary ny hakitroky ny angovo tena izy dia mety hahatratra 500-1000wh/kg, izay ambony lavitra noho ny rafitra bateria lithium-ion mahazatra.Ny batteries Lithium-air dia ahitana electrodes positive, electrolytes ary electrodes ratsy.Ao amin'ny rafitra bateria tsy misy rano, ny oksizenina madio dia ampiasaina amin'izao fotoana izao ho toy ny entona fanehoan-kevitra, ka ny bateria lithium-air dia azo antsoina koa hoe bateria lithium-oxygen.
Tamin'ny 1996, Abraham et al.nahomby tamin'ny fanangonana ny bateria lithium-air tsy misy rano voalohany tao amin'ny laboratoara.Avy eo ny mpikaroka dia nanomboka nifantoka tamin'ny fihetsiky ny electrochemical anatiny sy ny fomba fiasan'ny batteries lithium-air tsy misy rano;tamin'ny 2002, Read et al.hita fa ny fiasan'ny electrochemical ny lithium-rivotra bateria dia miankina amin'ny electrolyte solvent sy ny rivotra cathode fitaovana;tamin'ny 2006, Ogasawara et al.nampiasa Mass spectrometer, dia voaporofo voalohany fa Li2O2 dia oxidized sy oksizenina navoaka nandritra ny fiampangana, izay nanamafy ny electrochemical reversibility ny Li2O2.Noho izany, ny bateria lithium-air dia nahazo fiheverana be dia be sy fivoarana haingana.
② Lithium-sulfur bateria
Lithium-sulfur batterie dia rafitra bateria faharoa mifototra amin'ny fanehoan-kevitry ny solifara avo lenta manokana (1675mAh / g) sy metaly lithium (3860mAh / g), miaraka amin'ny 2.15V eo ho eo.Ny hakitroky ny angovo teorika dia mety hahatratra 2600wh/kg.Ny akora fototra ao aminy dia manana tombony amin'ny vidiny mora sy ny fahatsaran'ny tontolo iainana, noho izany dia manana fahafahana lehibe amin'ny fampandrosoana.Ny famoronana bateria lithium-sulfur dia azo jerena hatrany amin'ny taona 1960, rehefa nangataka patanty momba ny bateria i Herbert sy Ulam.Ny prototype an'ity bateria lithium-sulfur ity dia nampiasa lithium na firaka lithium ho toy ny fitaovana elektroda ratsy, solifara ho fitaovana elektroda tsara ary misy amine saturated aliphatic.ny electrolyte.Taona vitsivitsy taty aoriana, ny bateria lithium-sulfur dia nohatsaraina tamin'ny fampidirana solvent organika toy ny PC, DMSO, ary DMF, ary ny bateria 2.35-2.5V dia azo.Tamin'ny faramparan'ireo taona 1980, ny etera dia voaporofo fa ilaina amin'ny bateria lithium-sulfur.Ao amin'ny fanadihadiana manaraka, ny fahitana ny electrolytes mifototra amin'ny etera, ny fampiasana ny LiNO3 ho toy ny electrolyte additive, ary ny soso-kevitra ny karbaona / solifara mitambatra electrodes tsara dia nanokatra ny fikarohana boom ny lithium-sulfur bateria.
02 Ny fitsipiky ny fiasan'ny bateria lithium-air sy ny bateria lithium-sulfur
① Li-air bateria
Araka ny fanjakana samihafa amin'ny electrolyte ampiasaina, ny bateria lithium-air dia azo zaraina ho rafitra aqueous, rafitra organika, rafitra hybrid-organika, ary bateria lithium-air-air.Anisan'izany, noho ny ambany fahaiza-manao manokana ny lithium-rivotra bateria mampiasa rano-monina electrolytes, ny fahasarotana amin'ny fiarovana ny lithium metaly, sy ny mahantra reversibility ny rafitra, non-aqueous organika Lithium-rivotra bateria sy ny rehetra-solid-panjakana lithium-air. bateria no be mpampiasa amin'izao fotoana izao.Fikarohana.Ny batteries lithium-air tsy misy rano dia natolotr'i Abraham sy Z.Jiang voalohany tamin'ny taona 1996. Ny equation fanehoan-kevitra dia aseho amin'ny sary 1. Ny fanehoan-kevitry ny fiampangana dia mifanohitra amin'izany.Ny electrolyte dia mampiasa indrindra ny electrolyte organika na ny electrolyte mafy, ary ny vokatra mivoaka dia Li2O2 indrindra, ny vokatra dia tsy mety levona amin'ny electrolyte, ary mora miangona amin'ny elektrôda tsara amin'ny rivotra, izay misy fiantraikany amin'ny fahafahan'ny bateria lithium-air.
Ny bateria Lithium-air dia manana tombony amin'ny hakitroky ny angovo avo indrindra, ny fahatsaran'ny tontolo iainana, ary ny vidiny ambany, saingy mbola eo amin'ny fahazazany ny fikarohana ataon'izy ireo, ary mbola maro ny olana tokony hovahana, toy ny catalysis ny fihenan'ny oksizenina fanehoan-kevitra, ny oksizenina permeability sy hydrophobicity ny rivotra electrodes, ary ny deactivation ny rivotra electrodes sns.
② Lithium-sulfur bateria
Ny bateria lithium-sulfur dia mampiasa ny singa solifara na solifara mifototra amin'ny singa elektronika ho fitaovana elektroda tsara amin'ny bateria, ary ny lithium metaly dia ampiasaina indrindra amin'ny electrode ratsy.Mandritra ny dingan'ny famoahana, ny lithium metaly izay hita eo amin'ny electrode ratsy dia oxidized mba hamoy elektronika ary hiteraka ion lithium;avy eo ny elektrôna dia nafindra tany amin'ny electrode tsara amin'ny alàlan'ny circuit ivelany, ary ny litium ions koa dia nafindra any amin'ny electrode positive amin'ny alàlan'ny electrolyte mba hihetsika amin'ny solifara mba hamorona polysulfide.Lithium (LiPSs), ary avy eo dia mihetsika bebe kokoa amin'ny famokarana lithium sulfide mba hamitana ny fizotran'ny famoahana.Nandritra ny dingan'ny fiampangana, ny litium ion ao amin'ny LiPS dia miverina amin'ny electrode ratsy amin'ny alàlan'ny electrolyte, raha ny elektrôna kosa miverina amin'ny electrode ratsy amin'ny alàlan'ny circuit ivelany mba hamorona metaly lithium miaraka amin'ny ion lithium, ary ny LiPS dia ahena ho solifara amin'ny electrode positive mba hamita ny famandrihana dingana.
Ny dingan'ny famotsorana ny bateria lithium-sulfur dia ny ankamaroan'ny dingana, multi-electron, multi-phase complex electrochemical reaction on the sulfur cathode, ary ny LiPSs miaraka amin'ny halavan'ny rojo samihafa dia miova ho iray mandritra ny fizotran'ny fiampangana.Mandritra ny dingan'ny famoahana, ny fanehoan-kevitra mety hitranga amin'ny electrode tsara dia aseho amin'ny sary 2, ary ny fanehoan-kevitra amin'ny electrode ratsy dia aseho amin'ny sary 3.
Ny tombony amin'ny bateria lithium-sulfur dia tena miharihary, toy ny fahaiza-manao teorika avo be;tsy misy oksizenina ao amin'ny fitaovana, ary tsy hitranga ny fihetsiky ny evolisiona oksizenina, noho izany dia tsara ny fampisehoana fiarovana;be dia be ny loharano solifara ary mora vidy ny singa solifara;mitsinjo ny tontolo iainana izy io ary misy poizina ambany.Na izany aza, manana olana sarotra ihany koa ny bateria lithium-sulfur, toy ny fiantraikan'ny lithium polysulfide shuttle;ny insulation ny singa solifara sy ny vokatra mivoaka;ny olana amin'ny fiovan'ny volume lehibe;ny SEI tsy milamina sy ny olana ara-piarovana vokatry ny anodes lithium;phénomène déscharge-tena, sns.
Amin'ny maha taranaka vaovao ny rafitra bateria faharoa, ny bateria lithium-air sy ny bateria lithium-sulfur dia manana soatoavina manokana momba ny fahaiza-manao manokana, ary nahasarika ny sain'ny mpikaroka sy ny tsenan'ny bateria faharoa.Amin'izao fotoana izao, mbola miatrika olana ara-tsiansa sy ara-teknika maro ireo bateria roa ireo.Ao amin'ny dingana voalohany amin'ny fikarohana momba ny fivoaran'ny bateria izy ireo.Ho fanampin'ny fahaiza-manao manokana sy ny fahamarinan-toeran'ny fitaovana cathode bateria mila hatsaraina bebe kokoa, ny olana lehibe toy ny fiarovana ny bateria dia mila voavaha haingana ihany koa.Amin'ny ho avy, mbola mila fanatsarana ara-teknika mitohy ireo karazana batteries roa ireo mba hanafoanana ny lesoka mba hanokafana ny mety ho fampiharana malalaka kokoa.
Fotoana fandefasana: Apr-07-2023