Avec la crise de l'énergie et de mettre en évidence le problème croissant de la pollution de l'environnement, la demande de l'énergie propre et renouvelable est de plus en plus urgente. L'application pratique, solaire, éolienne, hydraulique et d'autres sources d'énergie renouvelables doivent être converties en énergie électrique à une large gamme d'énergie secondaire été utilisée. afin de résoudre ce type d'énergie naturelle renouvelable et non-concordance de la demande d'électricité sur la distribution spatiale et temporelle, le développement de la technologie de stockage d'énergie est essentielle. dans un certain nombre de technologies de stockage d'énergie, les technologies de stockage d'énergie électrochimique, à savoir batteries utiliser par des personnes de plus en plus d'attention. stockage d'énergie de la batterie avec une efficacité élevée, des caractéristiques réglables d'échelle, soit intégré dans le système d'alimentation comme une unité de stockage d'énergie, a joué sur le déplacement de la charge du réseau, et d'améliorer la fiabilité de fonctionnement du réseau et la stabilité, ainsi que pour le domaine des communications mobiles, de nouveaux véhicules d'énergie, de fournir un soutien à un flux constant d'énergie pour améliorer la qualité de la vie humaine.
Figure 1 La principale batterie de stockage d'énergie électrochimique que l'énergie et le kilométrage pour la comparaison des véhicules électriques
Le développement de batteries secondaires à partir des batteries au plomb, au nickel-cadmium et plus tard aux batteries au nickel-hydrure métallique, les batteries secondaires au lithium ont maintenant été commercialisés et utilisés pour le stockage en réseau de batteries sodium-soufre, etc. les batteries au lithium en tant qu'élément de transport d'énergie et le moyen de stockage, l'élément de lithium léger (masse molaire de métal de lithium de 6,94 g / mol, est présent dans la nature dans l'élément à l'état solide le plus léger) et un faible potentiel redox (Li + / Li par rapport à la norme Le potentiel redox typique d'une électrode à hydrogène est de -3,04 V, le plus bas de tous les couples redox standard, permettant aux batteries lithium-ion d'atteindre des tensions de sortie et des densités d'énergie plus élevées que les autres types de cellules (Figure 1) Depuis 1991, Sony a présenté la première batterie lithium-ion rechargeable commerciale, la batterie au lithium s'est rapidement répandue dans le monde entier, devenant le type d'alimentation préféré pour de nombreux produits électroniques portables. Ces dernières années, avec la montée des véhicules électriques et des énergies renouvelables Génération de dispositifs de stockage d'énergie à grande échelle de toute urgence, la recherche de la batterie au lithium se réchauffer à nouveau, le développement de la batterie au lithium secondaire sécuritaire, de haute capacité, de haute puissance et de longue durée deviennent l'objectif.
Figure 2 batterie lithium-ion secondaire et la structure de base de batterie lithium-air et le principe de fonctionnement de l'émission
graphite actuellement commercialisées comme électrode négative dans les batteries au lithium, l'électrode positive peut être utilisée intercalation / désintercalation des ions lithium, une structure de matériau de type oxyde, tels que LiCoO2, etc., en tant que sel de lithium de l'électrolyte dissous solution organique, les ions lithium sont présents dans l'élément sous la forme de cellules entières, ., il est appelé une pile au lithium-ion (figure 2 (a).) de la batterie au lithium-ion à altérer de manière significative les avantages de lithium en tant que milieu de travail, il peut être considéré comme un produit de transition pour étendre encore la densité d'énergie de la batterie au lithium, la présente étude:
D'une part, il tente d'explorer des moyens d'inhiber la croissance des dendrites de lithium, permettant d'utiliser le lithium métallique comme électrode négative.
D'autre part, la capacité ou concentrée dans le potentiel de l'électrode supérieure du matériau d'électrode positive, par exemple, le soufre élémentaire ou l'oxygène comme une électrode positive en utilisant la capacité de stockage de lithium par unité de masse (g de soufre par 1672 mA · h à la fois ultra-élevé; par gramme d'oxygène 3862 mA · h), peut améliorer de manière significative la capacité de la batterie et la batterie au lithium ainsi formé sont appelés lithium - oxygène) - batterie de soufre et un lithium (batteries air) (figure 2 (b.).
la batterie électrique du véhicule au lithium, en plus de la nécessité de répondre aux exigences de haute puissance et longue durée de vie de kilométrage de charge et de décharge, la sécurité est particulièrement importante. batterie au lithium-ion commercial actuel, une grande quantité de chaleur libérée lorsqu'un court-circuit se produit, l'électrolyte organique enflammera, générant les risques d'explosion, de toute évidence difficile à largement utilisé. même maintenant considérés comme les plus sûrs Tesla Motors, utilise un système de gestion de batterie complexe et des mesures de protection, encore se produire en seulement quelques années l'avènement de plusieurs explosions d'incendie. en outre, organique il des problèmes d'électrolyte comprennent:
fenêtre électrochimique est limitée, il est anode de lithium métallique compatible difficile et a récemment mis au point des matériaux de cathode à haut potentiel;
des ions de lithium ne sont pas les seuls supports, le grand courant à travers la batterie résistance interne peut se produire en raison de l'augmentation gradient de concentration d'ions (polarisation de concentration), une diminution de la performance de cellule;
température limitée (température de sécurité de fonctionnement de 0 ~ 40 ℃);
La réaction avec le matériau d'électrode négative, générant couche d'électrolyte solide Interphase (SEI), résultant en persistant consomme deux types de matériaux, la baisse de la capacité de la batterie.
La solution électrolytique organique a été remplacée par un électrolyte solide, devrait fondamentalement résoudre les problèmes ci-dessus, la batterie au lithium ainsi formé est appelé papier solide de la batterie au lithium de l'état décrit les avantages d'une batterie au lithium à l'état solide, et les batteries au lithium matériaux clés pour solides - Développement de l'électrolyte solide Vue d'ensemble de la situation et décrit l'ensemble conception de la structure cellulaire, l'histoire du développement et de la situation actuelle, et il y a encore des problèmes sur cette base.
