Materia?y katodowe akumulatorów litowo-jonowych dziel? si? g?ównie na materia?y na bazie manganu bogate w lit, trójsk?adnikowe materia?y kompozytowe, LiMn 2 O 4 typu spinel, fosforan litowo-?elazowy i tlenek litowo-niklowo-manganowy. Materia? katodowy na bazie litu sta?ego na bazie manganu Li 1 + x M 1 – x O 2 (M jest metalem przej?ciowym, takim jak Ni, Co i Mn) o du?ej pojemno?ci w?a?ciwej (> 200 mAh/g), wysokiej g?sto?ci energii, niski koszt i ochrona ?rodowiska Przyjazny itp., ale istniej? wady, takie jak niska pocz?tkowa wydajno?? roz?adowania, niska wydajno?? kulombowska, kiepska ?ywotno??, niezadowalaj?ca wydajno?? w wysokich temperaturach i niska wydajno??. Badacz Wang Zhaoxiang z Instytutu Fizyki Chińskiej Akademii Nauk ??czy badania eksperymentalne z obliczeniami teoretycznymi. W oparciu o badanie si?y nap?dowej migracji Mn, niniejszy artyku? analizuje szereg problemów spowodowanych migracj? Mn i proponuje metod? hamowania migracji Mn. Profesor Wang Xianyou z Xiangtan University rozpocz?? od zwi?zku mi?dzy struktur? materia?u a wydajno?ci?, a tak?e udoskonali? i ulepszy? poprzez optymalizacj? struktury materia?u, sk?adu materia?u projektowego (nadmiar O), kontrolowanie sk?adu fazowego materia?u (domieszkowanie wspó?bie?ne) i modyfikacj? powierzchni (powlekanie polianilin?) . Sposób wykonania materia?u litowego. W ramach modyfikacji pow?oki profesor Chen Zhaoyong z Changsha University of Science and Technology przeprowadzi? dog??bne badania: na powierzchni bogatego w lit, manganowego materia?u katodowego skonstruowano mikroporowat? dwuwarstwow? struktur? Al 2 O 3 /PAS , a materia? katody mia? szybko?? 0,1 C. Pojemno?? w?a?ciwa wynosi do 280 mAh/g, a po 100 cyklach w temperaturze 0,2 C nadal utrzymuje si? pojemno?? 98% i nie ma przekszta?ceń strukturalnych materia?u. Badania nad trójsk?adnikowym materia?em katodowym Ni-Co-Mn koncentruj? si? g?ównie na optymalizacji sk?adu i warunków przygotowania, modyfikacji pow?oki lub domieszkowania itp., W celu dalszej poprawy wydajno?ci, charakterystyki cyklu i wydajno?ci szybko?ci. Pojemno?? w?a?ciwa pierwszego roz?adowania pojemno?ci w?a?ciwej pierwszego roz?adowania wynosi 209,4 mAh/g, 1,0 C. Pojemno?? w?a?ciwa pierwszego roz?adowania materia?u wynosi 0,1 C mAh/g, 1,0 C. Utrzymanie pojemno?ci 7% stawka 95,5%, wska?nik utrzymywania pojemno?ci w wysokich temperaturach nadal wynosi 87,7%. Materia?em powlekaj?cym mo?e by? równie? LiTiO2, Li2ZrO3 lub podobny, co mo?e poprawi? stabilno?? materia?u trójsk?adnikowej elektrody dodatniej. Otrzymywanie spinelu LiMn 2 O 4 przez syntez? spalania w fazie sta?ej mo?e obni?y? temperatur? reakcji, przyspieszy? szybko?? reakcji i poprawi? struktur? krystaliczn? produktu. G?ówne metody modyfikacji spinelu LiMn 2 O 4 to powlekanie i domieszkowanie, takie jak powlekanie ZnO, Al 2 O 3 , domieszkowanie Cu, Mg i Al. Wspomniano o modyfikacji fosforanu litowo-?elazowego. Stosowane metody to wspó?domieszkowanie pierwiastków (takich jak jon wanadu i jon tytanu), dodawanie ferrocenu i innych dodatków do katalitycznej grafityzacji oraz mieszanie z grafenem, nanorurek w?glowych i tym podobnych. W przypadku materia?ów katodowych z manganianu litowo-niklowego, stabilno?? w wysokiej temperaturze mo?na równie? poprawi? poprzez modyfikacj? domieszkow? i powlekanie oraz udoskonalenie metod i procesów syntezy. Inni badacze zaproponowali inne rodzaje materia?ów katodowych, takie jak zwi?zki ftalocyjaniny sprz??one z karbonylem, o pocz?tkowej pojemno?ci w?a?ciwej roz?adowania 850 mAh/g; grafen-mezoporowaty w?giel/selen (G-MCN/Se) trójsk?adnikowy W przypadku elektrody dodatniej z warstw? kompozytow?, gdy zawarto?? selenu wynosi?a 62%, pojemno?? w?a?ciwa pierwszego roz?adowania 1 C wynios?a 432 mAh/g i pozosta?a na poziomie 385 mAh/g po 1 300 cykli, wykazuj?c dobr? stabilno?? cyklu.

Materia?y grafitowe s? obecnie g?ównymi materia?ami anodowymi, ale naukowcy badaj? inne materia?y anodowe. W porównaniu z materia?em katodowym materia? anodowy nie ma oczywistego punktu dost?powego. Elektrolit b?dzie redukcyjnie rozk?ada? si? na powierzchni anody grafitowej podczas pierwszego cyklu akumulatora, tworz?c membran? sta?ego interfejsu elektrolitu (SEI), co skutkuje pierwsz? nieodwracaln? utrat? pojemno?ci, ale membrana SEI mo?e uniemo?liwi? kontynuowanie elektrolitu rozk?adaj? si? na powierzchni grafitu, chroni?c w ten sposób elektrod?. Rola. Zhang Ting z South China Normal University doda? dimetylosiarczyn jako dodatek b?onotwórczy SEI, aby poprawi? kompatybilno?? anody grafitowej z elektrolitem i poprawi? wydajno?? elektrochemiczn? akumulatora. Niektórzy badacze wykorzystali kompozyty nano-tytanian-w?giel jako materia?y anodowe i powleczono ZnO, Al 2 O 3 i innymi materia?ami za pomoc? rozpylania magnetronowego w celu poprawy wydajno?ci szybko?ci i stabilno?ci cyklu; piroliza susz?ca rozpy?owo Materia? kompozytowy anoda krzemowo-w?glowa otrzymany tym sposobem ma pojemno?? w?a?ciw? dla pierwszego roz?adowania 1 033. 2 mAh / g przy pr?dzie 100 mA / g oraz wydajno?? pierwszego ?adowania i roz?adowania 77,3%; samono?ny elastyczny krzem / grafen Materia? anody z kompozytowej folii poddano cyklom 50 razy przy pr?dzie 100 mA / g, pojemno?? w?a?ciwa wynosi?a nadal 1 500 mAh / g, a wydajno?? kulombowa zosta?a ustabilizowana na 99% lub wi?cej. Powodem jest to, ?e arkusze grafenu maj? wysok? przewodno?? elektryczn? i elastyczno??.

Elektrolit Tradycyjny system elektrolitów w?glanowych ma takie problemy, jak palno?? i s?aba stabilno?? termiczna. Opracowuje system elektrolitów o wysokiej temperaturze zap?onu, niepalno?ci, szerokim oknie stabilno?ci elektrochemicznej i szerokim zakresie dostosowania temperatury. Jest to kluczowy materia? do akumulatorów litowo-jonowych.

Najgor?tszym punktem badań w akumulatorach niklowo-metalowo-wodorkowych s? materia?y ze stopów magazynuj?cych wodór. Profesor Guo Jin z Guangxi University uwa?a, ?e szybkie ch?odzenie w temperaturze ciek?ego azotu i nierównowagowa obróbka mechanicznego mielenia kulowego reguluj? wydajno?? przechowywania wodoru w stopie Mg 17 Al 12. Profesor nadzwyczajny Lan Zhiqiang z Uniwersytetu Guangxi wykorzysta? proces obróbki cieplnej w po??czeniu z mechanicznym stapianiem w celu przygotowania kompozytowych materia?ów magazynuj?cych wodór Mg 90 Li 1 – x Si x (x =0, 2, 4 i 6) i zbada? dodatek Si do magazynowanie roztworu sta?ego systemu Mg-Li. Efekt wydajno?ci wodoru. Wprowadzenie pierwiastków ziem rzadkich mo?e zahamowa? zjawisko amorfizacji i dysproporcjonowania sk?adu stopu podczas cyklu absorpcji i desorpcji wodoru oraz zwi?kszy? odwracaln? absorpcj? i desorpcj? wodoru stopu. Konwencjonalne materia?y stopowe do magazynowania wodoru na rynku s? w wi?kszo?ci domieszkowane pierwiastkami ziem rzadkich (La). , Ce, Pr, Nd itd.), ale cena Pr i Nd jest wy?sza. Zhu Xilin doniós? o zastosowaniu stopu AB 5 do magazynowania wodoru bez domieszkowania Pr i Nd w akumulatorze niklowo-wodorowym. Kwadratowa bateria zastosowana w autobusie elektrycznym przesz?a bezpiecznie 100 000 km. Innym hotspotem badawczym materia?ów do magazynowania wodoru s? azotowe wodorki metali takie jak Mg(BH 2 ) 2 -2LiH , 4MgH 2 – Li 3 AlH 6 , Al-Li 3 AiH 6 oraz NaBH 4 -CO(NH 2 ) 2 . Zmniejszenie rozmiaru cz?stek i dodanie dodatku metalu alkalicznego mo?e poprawi? wydajno?? przechowywania wodoru materia?u koordynuj?cego wodór z metalem, przy czym rozmiar cz?stek jest zmniejszony, co uzyskuje si? g?ównie przez wysokoenergetyczne mechaniczne mielenie kulowe. Materia? MOF CAU-1 z dekoracj? aminow? 12 zg?oszony przez profesora Sun Lixiana z Guilin University of Electronic Technology ma doskona?e w?a?ciwo?ci adsorpcji H 2 , CO 2 i metanolu, co ma ogromne znaczenie i warto?? u?ytkow? w redukcji emisji CO 2 i magazynowaniu wodoru . Opracowali równie? ró?ne materia?y wodorowe ze stopów na bazie aluminium, takie jak 4MgH 2 -Li 3 AlH 6 , Al-Li 3 AiH 6 i NaBH 4 -CO(NH 2 ) 2 , które s? stosowane w po??czeniu z ogniwami paliwowymi.

Poszukiwanie materia?ów elektrod o wysokiej wydajno?ci i d?ugim cyklu ?ycia jest przedmiotem badań nad superkondensatorami, w?ród których materia?y w?glowe s? najcz?stszymi materia?ami elektrod superkondensatorowych, takimi jak porowate materia?y w?glowe, materia?y w?glowe z biomasy i materia?y kompozytowe z w?gla. Niektórzy badacze przygotowali nanoporowate w?glowe materia?y aero?elowe i udowodnili, ?e dobre w?a?ciwo?ci elektrochemiczne wynikaj? z trójwymiarowej struktury szkieletu sieci i bardzo wysokiej powierzchni w?a?ciwej. Nie Pengru, Huazhong University of Science and Technology, uzyska? trójwymiarowy porowaty materia? w?glowy i wykorzysta? go jako materia? elektrodowy do superkondensatorów w procesie odzyskiwania zu?ytych akumulatorów kwasowo-o?owiowych przez ?ugowanie na mokro kwasem cytrynowym. Ta metoda mo?e promowa? ?cis?? integracj? przemys?u magazynowania energii i przemys?u ochrony ?rodowiska oraz zapewnia? dobre korzy?ci ekologiczne i ?rodowiskowe. Naukowcy badali równie? zastosowanie ró?nych materia?ów w?glowych biomasy (sacharozy, py?ku, alg itp.) Jako materia?ów elektrodowych do superkondensatorów. W aspekcie materia?ów kompozytowych badacze zaprojektowali materia? kompozytowy MoO 3 / C w kszta?cie kanapki, warstwa α-MoO3 i warstwa grafenu s? poziomo przeplatane i uk?adane w stosy, co ma doskona?e w?a?ciwo?ci elektrochemiczne; kompozyt grafen / w?giel z kropk? kwantow? Materia? mo?e by? równie? stosowany jako materia? elektrody o pojemno?ci w?a?ciwej 256 F / g przy pr?dzie 0,5 A / g. Profesor Liu Zonghuai z Shaanxi Normal University przygotowa? mezoporowaty nanoelektrod? z tlenku manganu z?o?on? z nanocz?stek tlenku manganu o powierzchni w?a?ciwej 456 m2 / gi pojemno?ci w?a?ciwej 281 F / g przy pr?dzie 0,25 A / g. Liu Peipei z Politechniki Po?udniowochińskiej przygotowa? trójwymiarowy nanow?óknowy materia? kompozytowy NiO-Co 3 O 4 o pojemno?ci w?a?ciwej 1 988,6 F / g przy pr?dzie 11 A / gi wspó?czynniku retencji pojemno?ci 1500 cykli. 94. 0%; Wang Yijing z Uniwersytetu Nankai bada? mechanizm wzrostu, mikrostruktur? i wydajno?? materia?ów NiCo 2 O 4 o ró?nych morfologiach. Tang Ke z Chongqing University of Arts and Sciences przeanalizowa? zwi?zek mi?dzy równowa?n? rezystancj? a pr?dem ?adowania. Równowa?ny model obwodu zastosowano do badania zmienno?ci pojemno?ci, pojemno?ci magazynowej i wydajno?ci ?adowania superkondensatora pr?dem. Omówiono wydajno?? przechowywania temperatury superkondensatora. Wp?yw.

Komercjalizacja ogniw paliwowych z membran? wymiany protonów (PEMFC) jest przede wszystkim ograniczona kosztem i d?ugowieczno?ci?. Poniewa? katalizator stosowany w PEMFC jest g?ównie metalem szlachetnym, takim jak Pt, jest on kosztowny i ?atwo ulega degradacji w ?rodowisku pracy, co powoduje zmniejszenie aktywno?ci katalitycznej. Badacz Shao Zhigang z Dalian Institute of Chemical Physics of Chinese Academy of Sciences poinformowa? o katalizatorze rdzeniowo-pow?okowym Pd-Pt, który wprowadza Pd w celu zmniejszenia ilo?ci u?ytego Pt i zwi?kszenia aktywno?ci katalizatora. Ponadto naukowcy poprawili interakcj? mi?dzy metalem a no?nikiem, wykorzystuj?c stabilizacj? polimeru, grupowanie powierzchni i modyfikacj? klastra w?gla na powierzchni metalu, aby uzyska? katalizator redukcji tlenu PEMFC o wysokiej aktywno?ci i wysokiej stabilno?ci. Cao Tai z Beijing Institute of Technology wprowadzi? lekk?, tani? i wielkoskalow? metod? syntezy do syntezy jednorodnych, domieszkowanych azotem, bambusowych nanorurek w?glowych z nanocz?stkami kobaltu u góry. Produkty maj? doskona?e w?a?ciwo?ci. Aktywno?? katalityczna Redox. Katalizatory na bazie w?gla i inne nieplatynowe katalizatory do ogniw paliwowych, które mog? zast?pi? konwencjonalne katalizatory na bazie platyny, s? otrzymywane przez hydrotermalne zw?glanie, wysokotemperaturowe kraking termiczny itp. I maj? porównywaln? wydajno?? z komercyjnymi katalizatorami z platyny na w?giel.

Proces ?adowania i roz?adowywania materia?u Na 0,44 MnO 2 badano w Dai Kehua z Northeastern University. Stwierdzono, ?e Mn 2+ powsta? na powierzchni materia?u o niskim potencjale. ?ywica przewodz?ca ?ywica fenolowa PFM mo?e poprawi? odwracaln? pojemno?? w?a?ciw? czystego proszku Sn. Aby osi?gn?? stabilne ?adowanie i roz?adowywanie. Uniwersytet Zhongnan Xiao Zhongxing i in. spiekany metod? hydrotermaln? i wysokotemperaturow? metod? fazy sta?ej w celu syntezy Na 0,44 Mn02 o wy?szej czysto?ci, a metaliczny sód zastosowano jako elektrod? ujemn? do z?o?enia baterii guzikowej o pojemno?ci 0. Cykl 5 C 20 razy. Wska?nik retencji wynosi? 98,9%; Zhang Junxi z Shanghai Electric Power College zsyntetyzowa? krystality NaFePO 4 o strukturze oliwinu, które zastosowano jako materia? katodowy do akumulatorów jonowo-sodowych i mia? dobre parametry elektrochemiczne. Profesor Deng Jianqiu z Guilin University of Electronic Technology przygotowa? nanoslinowy siarczek strontu metod? hydrotermaln? i wykorzysta? go jako materia? elektrody ujemnej do akumulatorów jonowo-sodowych. Materia? ma pojemno?? w?a?ciw? dla pierwszego roz?adowania 552 mAh / g przy 100 mA / g. Po 55 cyklach utrzymanie pojemno?ci wynosi 85,5%. Jest cyklicznie 40 razy przy 2 A / g i powraca do 100 mA / Pr?d gi pojemno?? w?a?ciwa roz?adowania s? przywracane do 580 mAh / g, co wskazuje, ?e wydajno?? cyklu materia?u elektrody ujemnej jest dobra, a struktura mo?e by? stabilna po du?ym cyklu pr?dowym.

Badania nad bateriami litowo-siarkowymi koncentruj? si? obecnie na materia?ach elektrodowych, takich jak porowate materia?y w?glowe, materia?y kompozytowe itp., Maj?ce na celu popraw? bezpieczeństwa baterii, ?ywotno?ci cyklu i g?sto?ci energii. Materia? w?glowy opracowany przez Zhanga Hongzhanga z Dalian Institute of Chemical Physics of Chinese Academy of Sciences ma du?? obj?to?? porów (> 4,0 cm 3 / g), du?? powierzchni? w?a?ciw? (> 1 500 m2 2 g), i wysoka zawarto?? siarki (> 70%). W warunkach wysokiej zawarto?ci siarki (3 mg / cm2) w?a?ciwa pojemno?? w?a?ciwa roz?adowania 0,1 C wynosi 1 200 mAh / g; Profesor Chen Yong z Uniwersytetu w Hainan wykorzystuje Ti 3 C 2 dwuwymiarowej struktury akordeonu jako materia? elektrody dodatniej. W po??czeniu z siark? w celu uzyskania kompozytu S / Ti 2 C 3 pocz?tkowa pojemno?? w?a?ciwa roz?adowania osi?gn??a 1 291 mAh / g przy pr?dzie 200 mAh / g, a odwracalna pojemno?? w?a?ciwa cyklu wynosi?a nadal 970 mAh / g.

Naukowiec Zhang Huamin z Dalian Institute of Chemistry and Physics, Chinese Academy of Sciences wyda? raport na temat post?pów badań i zastosowania technologii magazynowania energii p?ynnych akumulatorów, a tak?e przedstawi? post?py w rozwoju elektrolitu p?ynnego akumulatora, membrany przewodz?cej jony bezfluorowe i wysokiej konkretny reaktor mocy. I wyniki badań w systemie akumulatorów przep?ywowych. Opracowali stos akumulatorów przep?ywowych o wysokiej g?sto?ci mocy 32 kW, który by? ?adowany i roz?adowywany przy g?sto?ci pr?du 120 mA / cm 2 o wydajno?ci energetycznej 81,2%, umo?liwiaj?c produkcj? na du?? skal?, z czego przep?yw 5 MW / 10 MWh bateria System magazynowania energii zosta? wdro?ony w sieci.

Akumulatory litowo-jonowe, superkondensatory i ogniwa paliwowe s? nadal przedmiotem badań nad akumulatorami; ewoluuj? równie? inne akumulatory, takie jak akumulatory sodowo-jonowe, akumulatory przep?ywowe i akumulatory litowo-siarkowe. Obecnie przedmiotem badań ró?nych rodzajów akumulatorów jest wci?? opracowywanie materia?ów na elektrody w celu osi?gni?cia wy?szej pojemno?ci, wydajno?ci, wydajno?ci cyklu i wydajno?ci bezpieczeństwa.

Wprowadzenie do wszystkich sta?ych materia?ów elektrolitowych