ومع تزايد أهمية أزمة الطاقة والتلوث البيئي، أصبح الطلب على الطاقة النظيفة والمتجددة أكثر إلحاحا، وفي التطبيقات العملية، يتعين تحويل الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية وطاقة الرياح والطاقة الهيدروليكية إلى طاقة ثانوية مثل الكهرباء لاستخدامها على نطاق واسع يستخدم من قبل الناس.من أجل حل عدم تطابق توزيع الزمكان من هذه الطاقة المتجددة الطبيعية والطلب على الكهرباء، وتطوير تكنولوجيا تخزين الطاقة أمر لا غنى عنه.في العديد من تقنيات تخزين الطاقة والكهروكيميائية تكنولوجيا تخزين الطاقة، وهي البطارية وقد اجتذب استخدام البطارية المزيد والمزيد من الانتباه.إمكانية وكمية قابلة للتعديل حجم تخزين طاقة البطارية يمكن دمجها في نظام الطاقة باعتبارها وحدة تخزين الطاقة لتحميل الشبكة وتحسين موثوقية تشغيل شبكة الكهرباء والاستقرار، ولكن أيضا يمكن أن تستخدم في الاتصالات المتنقلة، سيارات الطاقة الجديدة وغيرها من المجالات، لتحسين نوعية حياة الإنسان لتوفير دفق مستمر من دعم الطاقة.
الشكل 1 بطارية تخزين الطاقة الكهروكيميائية الرئيسية من الطاقة والأميال للمركبات الكهربائية مقارنة
تطوير البطاريات الثانوية يتعرضون لمن الرصاص حمض البطاريات من وقت مبكر لاحق الكادميوم والنيكل، وبطاريات النيكل الهيدروجين، وقد تم تسويقها إلى بطاريات ليثيوم أيون الثانوية الحالية لتخزين الطاقة والصوديوم - بطارية الكبريت، والليثيوم. بطاريات الليثيوم كعنصر نقل الطاقة وسائط تخزين، عنصر الليثيوم خفيفة الوزن (الليثيوم الرحى المعدنية كتلة 6.94 غرام / مول، موجود في الطبيعة في العنصر الحالة الصلبة أخف) وانخفاض إمكانية الأكسدة (لي + / لي فيما يتعلق المعيار الأكسدة المحتملة الحد القياسية من القطب الهيدروجين -3.04 V، وانخفاض في الخصائص الكهربائية للالأدنى) في الأكسدة القياسية من كل بطارية ليثيوم أيون هو أعلى من الأنواع الأخرى المتاحة من البطارية لانتاج التيار الكهربائي وكثافة الطاقة (FIG 1). وهكذا، منذ عام 1991، قدمت سوني أول بطارية ليثيوم أيون التجاري البطاريات الثانوية، وبطاريات الليثيوم تزايد شعبية بسرعة في جميع أنحاء العالم، ليصبح الخيار الأول للعديد من المنتجات الإلكترونية المحمولة من نوع السلطة في السنوات الأخيرة، جنبا إلى جنب مع صعود السيارات الكهربائية والطاقة المتجددة الحاجة الملحة لجهاز تخزين الطاقة لتوليد الطاقة على نطاق واسع، والبحوث بطارية ليثيوم هو تسخين مرة أخرى، وتطوير آمنة، وذات قدرة عالية، عالية الطاقة وبطاريات الليثيوم منذ فترة طويلة الحياة لتصبح مركزا ثانويا.
FIG 2 البطاريات الثانوية يثيوم أيون، والليثيوم - ومبدأ العمل في الهيكل الأساسي للبطارية الهواء تخطيطي
تجاريا حاليا الجرافيت باعتبارها القطب السالب في بطاريات الليثيوم، والقطب الموجب يجوز توظيف إقحام / deintercalation من أيونات الليثيوم، وبنية المواد أكسيد، مثل LiCoO2 وغيرها، باعتبارها الملح المنحل بالكهرباء الليثيوم المنحل حل العضوية، أيونات الليثيوم موجودة في العنصر في شكل خلايا بأكملها، . ويسمى بطارية ليثيوم أيون (FIG 2 (أ)) بطارية ليثيوم أيون ليضعف إلى حد كبير من المزايا من الليثيوم باعتبارها وسيلة العمل، فإنه يمكن اعتبار منتج الانتقال إلى مزيد من التوسع في كثافة الطاقة من بطارية الليثيوم، والدراسة الحالية:
في جانب واحد تركز على طريقة البحث على تثبيط نمو التشعبات الليثيوم، ومعدن الليثيوم باعتبارها القطب السالب يصبح ممكنا.
من ناحية أخرى القدرة أو تتركز في إمكانية القطب أعلى من المواد الإيجابية الكهربائي، على سبيل المثال، الكبريت أو الأكسجين بمثابة القطب الموجب باستخدام سعة تخزين الليثيوم لكل وحدة كتلة (ز الكبريت في 1672 مللي أمبير · ح كلا فائقة، في كل غرام من الأكسجين 3862 مللي أمبير · ح)، يمكن أن يعزز إلى حد كبير قدرة بطارية الليثيوم، وبالتالي شكلت ما يشار إليها باسم الليثيوم - بطارية الكبريت والليثيوم - الأكسجين) (الهواء) بطاريات (FIG 2 (ب).
سيارة بطارية ليثيوم السلطة، بالإضافة إلى الحاجة لتلبية متطلبات الطاقة العالية والحياة الأميال طويلة من الشحن والتفريغ، والأمن هو مهمة بشكل خاص. الحالية بطارية ليثيوم أيون التجارية، وكمية كبيرة من الحرارة المنطلقة عند حدوث ماس كهربائى، والمنحل بالكهرباء العضوية إشعال، وتوليد مخاطر الانفجار، من الصعب بالطبع أن تستخدم على نطاق واسع، بل تعتبر الآن الأكثر أمانا تسلا موتورز، يستخدم نظام إدارة البطارية معقد وتدابير وقائية، لا تزال تحدث في غضون بضع سنوات ظهور انفجار النار متعددة. بالإضافة إلى ذلك، العضوية وتشمل المشاكل مع بالكهرباء:
نافذة الكهروكيميائية محدودة، فمن الصعب أن تتوافق مع الأنود معدن الليثيوم وضعت حديثا المواد الكاثود عالية القدرة؛
أيونات الليثيوم ليست هي شركات فقط، وتيار واسع من خلال البطارية قد تحدث مقاومة داخلية بسبب زيادة التدرج تركيز أيون (تركيز الاستقطاب)، وانخفاض أداء الخلية.
درجة حرارة العمل المحدودة (آمنة درجة حرارة العمل 0 ~ 40 ℃)؛
رد الفعل مع المواد القطب السالب، وتوليد الصلبة طبقة بالكهرباء الطور البيني (SEI)، مما أدى إلى استمرار يستهلك نوعين من المواد، وقدرة البطارية في الانخفاض.
تم استبدال الحل الكهربائي العضوي مع بالكهرباء الصلبة، ومن المتوقع أن حل جذري للمشاكل المذكورة أعلاه، ويشار إلى بطارية ليثيوم بالتالي شكلت لدولة صلبة ورقة بطارية ليثيوم يصف مزايا بطاريات الليثيوم الحالة الصلبة، وبطاريات الليثيوم المواد الأساسية للصلب - تطوير بالكهرباء الصلبة يصف الوضع العام وكله تصميم بنية الخلية، والتاريخ التنمية والوضع الحالي، ولا تزال هناك مشاكل على هذا الأساس.
