ダブルイオン電池はリチウムイオン電池の悩みの種ですか？

原材料価格の高騰により、特に近い将来、炭酸リチウム、Co、Niなどの原材料の価格が大幅に上昇するため、現在のリチウムイオン電池のスペース削減コストは限られています。

ユニットWhのコストを削減するために、人々はLi-O2バッテリー、最大3600 wh / kgの理論比エネルギー（Li + + O2 + 2 e- = Li2O2）などのさまざまな高エネルギー密度ストレージバッテリーを開発しました。 、VvsLi / Li + 2.96）、リチウムイオン電池よりもはるかに高く、環境にやさしい特性を持っています。さらにコストを削減するために、Na、亜鉛、その他の代替金属Li、Na-O2、亜鉛- O2電池、これらの技術は現在、基礎技術の研究開発の段階にあり、現在、主な研究は、主に金属-電解質界面および放電生成物の研究などに焦点を当てており、Li-O2セルの開発の難しさは小さいです。より完全に、短期的に使用することができます。

Li-S電池は研究のホットスポットでもあり、比体積のS理論は1672 mah / g、理論比エネルギーは2600 wh / kgに達する可能性がありますが、Li-O2電池では少なくなりますが、リチウムイオン電池よりもはるかに高くなります。 .Li-バッテリーのSの主な問題は、現在、Sの導電性が低く、絶縁体に近い、大きな体積膨張（80％）、Sの正の挿入されたli生成物が電解質に溶解し、間の往復が負であり、急速な故障につながることです。現在のリチウムイオン電池電解質に一般的に使用されているエステルは、Li-S電池への適用に多くの副作用があるため、容量、サイクル、および保管性能が劣ります。そのため、一般的に使用されているLi-Sエーテル電池電解質は、上記の問題を克服するために、研究者のコンポーネントはSナノを採用し、表面コーティングを変更し、固体電解質などの新しい方法を克服しました。現在、Li-S電池の研究にはnuがあります。重要な進歩が見られたため、リチウムイオン電池のエネルギー貯蔵システムの比率を置き換えることができる短期的には、Li-S電池が最も有望です。

エネルギー貯蔵エリアにはスポイラーが不足することはなく、近年、ダブルイオンバッテリーがその1つになっています。リチウムイオンバッテリーの電極間では、異なる反応のLi +のみ、ダブルイオンバッテリーの充電プロセス、下の電界内の陰イオンアノード構造に埋め込まれたアノードへの移動、およびカソードに埋め込まれたカチオンからカソードへの移動の作用は、対照的に、アノードおよびカソードイオンのプロセスを放出し、電解質に戻り、電解質の回復現在、二重イオン電池の陰極材料は主にグラファイト材料であり、Ru？DorffとHofmannが発見した1938年には、陰イオンは実際にグラファイト構造に埋め込まれますが、陰イオンが埋め込まれた電位が高いため、2倍になります。電解質として酸性溶液を高濃度に含むイオン電池電解質は、安全性に大きな隠れたトラブルをもたらします。90年代まで、リチウムイオンの商用利用で電池の場合、グラファイト材料の埋め込まれた陰イオンのリチウムイオン電池アノードの代替品が、より高い電圧の二重イオン電池を得ることができることがわかりました。その後の数十年、人々は詳細な研究、特にに埋め込まれた陰イオンのメカニズムのために二重イオン電池を始めました。 「1」の徹底的な研究を続けたグラファイト構造。

以下は、ダブルイオン電池電解質の一般的な用途の一部であり、さまざまなグラファイト材料に埋め込まれたものは潜在的な「2」です。この表から、グラファイト構造の可能性に埋め込まれたダブルイオン電池電解質PF6の一般的なPF6 +エステルに気付くことができます。 5v以上に達すると、それは深刻な問題にもつながりました-高電圧によって引き起こされる電解質の不安定性、それによりバッテリーをループクーロン効率が低下し続け、循環性能が低下します。最近のイオン液体技術の継続的な開発により何年にもわたって、イオン液体の熱安定性、低粘度、広い電解質ウィンドウにより、ダブルイオン電池の希望を見ることができます。


多くの学界がダブルイオンバッテリーを報告していますが、グラファイト構造に埋め込まれた陰イオンについてはあまり知られていませんが、KoljaBeltropの研究では、陰イオンが埋め込まれた動作の直径が、より大きな直径に埋め込まれた陰イオンに大きな影響を与えることが示されていますより困難な（そして陰イオンと電解質溶媒の一般的な役割を考慮して）「2」のグラファイトの。


グラファイトの挙動に埋め込まれたPF6に対する日本の科学者石原辰巳、PF6の埋め込みとしての研究では、グラファイト層間の距離は徐々に拡大し、最大は0.4 nm（最初の0.336 nmの間のフレークグラファイト層の間隔）に達する可能性があります。気泡のナノメートル構造の高電位下の構造は、グラファイトカソード容量のナノメートル気泡構造を147 mah / gと急激に高くし、「3」のLiCoO2比容量に近い。


シェンゼン先端技術研究所、中国科学アカデミー、中国科学技術大学から、PanpanQinの人々は共同でAl電極二重イオン電池を開発しました。PanpanQinは、カーボン中空Alナノボールの層でコーティングされたAl箔上に準備されています。プロセスで発生する挿入されたリチウムイオンストレスを適切に抑制し、電流密度も低下させるため、バッテリーのサイクルは良好なパフォーマンスを発揮し、2 cループで1500回、保持容量は1780の電力密度で99％に達する可能性があります。 w / kg、バッテリーエネルギー密度は142 wh / kgに達し、このデータはほとんどの市販のリチウムイオンバッテリーデータよりも高くなっています（詳細な内容の結果については、次の記事で詳しく説明します）。


30年はリチウムイオン電池の時代に属し、次の30年はそのような電池に属しますか？リチウムイオン電池の破壊者となるLi-S電池、Li-O2電池、ダブルイオン電池？ダブルイオン電池の利点を分析してみましょう。最初はコストです。ダブルイオン電池のアノードはグラファイト材料が使用されています。これはNCAを使用するよりも単独で、リチウムイオン電池のスライド式およびLCO正極材料のコストははるかに低くなります。環境特性、ダブルイオン電池は重金属元素を含み、グラファイトのカソード材料も非常に優れており、環境に深刻な重金属汚染を与えることはほとんどありません。最も重要な技術的利点は、現在のリチウムイオン電池の製造装置と技術です完全にダブルイオン電池の生産に使用でき、ダブルイオン電池技術が成熟し、プロモーションを開始すると、既存のリチウムイオン電池メーカーが構内に入ることができます急速な変化の期間内に、機器を変更しないこと。

Li-S電池、Li-O2電池、リチウムイオン電池に代わるダブルイオン電池で、次の30年を勝ち取るためにどう思いますか？

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