Con la crisis energética y para poner de relieve el creciente problema de la contaminación ambiental, la demanda de energía limpia y renovable está creciendo urgente. La aplicación práctica, la energía solar, eólica, hidráulica y otras fuentes de energía renovables necesitan ser convertidos en energía eléctrica a una amplia gama de energía secundaria sido utilizada. con el fin de resolver este tipo de energía renovable natural y electricidad demanda desajuste en la distribución espacial y temporal, el desarrollo de la tecnología de almacenamiento de energía es esencial. en una serie de tecnologías de almacenamiento de energía, tecnologías de almacenamiento de energía electroquímica, a saber baterías utilizar por personas cada vez más capacidad de almacenamiento de energía de la batería atención. con una alta eficiencia, características ajustables escala, ya sea integrado en el sistema eléctrico como una unidad de almacenamiento de energía, jugado en la transferencia de carga de rejilla, y mejorar la fiabilidad de funcionamiento de red y estabilidad, así como para el campo de las comunicaciones móviles, vehículos de nueva energía, para proporcionar apoyo a un flujo constante de energía para mejorar la calidad de vida humana.
Figura 1 La batería de almacenamiento de energía electroquímica principal que la energía y el kilometraje para la comparación de vehículos eléctricos
Desarrollo de baterías secundarias sometidos a baterías de plomo de pronto para más tarde níquel-cadmio, baterías de níquel hidrógeno, se han comercializado a las baterías de iones de litio secundaria actuales para almacenamiento de energía y de sodio - azufre de la batería, de litio. baterías de litio como un elemento de transporte de energía y el medio de almacenamiento, el elemento de litio ligero (masa molar de metal de litio de 6,94 g / mol, está presente en la naturaleza en el elemento de estado sólido más ligero) y bajo potencial redox (Li + / Li con respecto a la norma potencial de reducción de oxidación estándar de electrodo de hidrógeno es -3,04 V, la reducción en las características eléctricas de la más baja) en la oxidación estándar de toda la batería de iones de litio es mayor que otros tipos disponibles de tensión de salida de la batería y la densidad de energía (Fig. 1). por lo tanto, desde 1991, Sony presentó la primera de litio ión comercial baterías secundarias de litio, baterías de rápido crecimiento popularidad a nivel mundial, convirtiéndose en la primera opción para muchos productos electrónicos portátiles del tipo de alimentación en los últimos años, junto con el aumento de los vehículos eléctricos y las energías renovables urgente necesidad de dispositivo de almacenamiento de energía generación de energía a gran escala, la investigación batería de litio se está calentando de nuevo, el desarrollo de, protegidas de alto rendimiento, de alta potencia y baterías de litio de larga duración para convertirse en un foco secundario.
Figura 2 Batería de ion de litio secundaria y batería de litio - aire estructura básica y principio de funcionamiento del espectáculo
Actualmente comercializado grafito como un electrodo negativo en las baterías de litio, el electrodo positivo se puede emplear la intercalación / desintercalación de los iones de litio, una estructura de material de óxido, tales como LiCoO2, etc., como una sal de litio de electrolito solución orgánica disuelta, los iones de litio están presentes en el elemento en forma de células enteras, . se llama una batería de iones de litio (figura 2 (a)). la batería de iones de litio para deteriorar significativamente las ventajas de litio como el medio de trabajo, que puede ser considerado como un producto de transición para ampliar aún más la densidad de energía de la batería de litio, el estudio actual:
Por un lado, está tratando de explorar formas de inhibir el crecimiento de las dendritas de litio, haciendo posible el uso de metal de litio como electrodo negativo.
Por otra parte la capacidad o concentrado en el mayor potencial de electrodo del material de electrodo positivo, por ejemplo, azufre elemental o de oxígeno como un electrodo positivo utilizando la capacidad de almacenamiento de litio por unidad de masa (g de azufre por 1672 mA · h tanto de ultra alta; por gramo de oxígeno 3862 mA · h), puede mejorar significativamente la capacidad de la batería de la batería y de litio formado de este modo se denominan como litio - batería de azufre y un litio - oxígeno) (aire) baterías (figura 2 (b.).
Vehículo batería de litio de energía, además de la necesidad de cumplir con los requisitos de alta potencia y larga vida kilometraje de carga y descarga, la seguridad es particularmente importante de la batería. Actual comercial de iones de litio, una gran cantidad de calor liberado cuando se produce un cortocircuito, el electrolito orgánico se encenderá, generando los riesgos de explosión, obviamente, difícil de utilizar ampliamente. incluso ahora se consideran los más seguros de Tesla Motors, utiliza un sistema de gestión de la batería compleja y las medidas de protección, aún ocurrir dentro de unos pocos años el advenimiento de la explosión fuego múltiple. Además, orgánica Los problemas con el electrolito incluyen:
ventana electroquímica es limitada, es difícil compatible ánodo de litio metálico y un material de alto potencial de cátodo desarrollados recientemente;
El ion de litio no es la única portadora. Cuando pasa la corriente alta, la resistencia interna de la batería aumentará debido al gradiente de concentración de iones (polarización de concentración), y el rendimiento de la batería disminuirá.
Temperatura de trabajo limitada (temperatura de trabajo segura 0 ~ 40 ℃);
La reacción con el material del electrodo negativo, la generación de la capa de electrolito sólido interfase (SEI), resultando en persistente consume dos tipos de material, la capacidad de la batería en declive.
La solución electrolítica orgánica se sustituye con un electrolito sólido, se espera que resolver fundamentalmente los problemas anteriores, la batería de litio formado de este modo se denomina papel de la batería de litio de estado como sólido describe las ventajas de una baterías de litio de estado sólido, y pilas de litio materiales clave para sólido - Desarrollo del electrolito sólido panorama de la situación y describe todo el diseño de la estructura celular, la historia del desarrollo y situación actual, y todavía hay problemas en esta base.
