リチウム硫黄電池のレビュー

技術は日々進歩しています。以前のモデルや機器はもはや誰にも使用されないという独自のニッチで、すべてが信じられないほどの革新に向かっています。

同様に、過去数年間でバッテリーの革新も起こりました。最近使用されているバッテリーは、過去に使用されていたバッテリーと比較して、はるかに強力で効果的です。それらは、より良い性能、改善された寿命、そしてより速い充電速度を提供します。それらの一般的に使用されるバッテリーの1つはリチウム硫黄です。

リチウム硫黄電池とは何ですか？

それは、その高い明示的なエネルギーで人気のある一種の充電式バッテリーです。リチウムの核負荷が低く、硫黄の負荷が中程度であることは、リチウム硫黄電池が一般に水の厚さほど軽いことを意味します。それらは2008年8月に最も高くそして最も長い高度の太陽動力飛行機旅行で利用されました。

リチウム硫黄電池は、エネルギーが高く、硫黄の利用による費用が削減されるため、リチウムイオン粒子の後継となる可能性があります。現在、最高のリチウム硫黄電池は、500 Wの要求に応じて明示的なエネルギーを提供します。これは、リチウムイオン電池を提供するほとんどの150〜250Wスコープよりも本質的に優れています。 2014年の半ばには、リチウム硫黄電池は工業的に利用できませんでした。

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リチウム硫黄電池の重要な問題は、硫黄カソードの電気伝導率が低いことです。最近の研究の焦点は、導電性の高いカソードを発見することですが、導電性のオペレーターには追加の質量が必要です。

リチウム硫黄電池の動作

リチウム硫黄電池の化学プロセスでは、放電中にアノード表面からリチウムが崩壊し、充電中にリチウムメッキがアノードに反転します。これは、リチウム粒子がカソードとアノードに挿入される従来のリチウムイオン電池とは異なります。

各硫黄分子は2つのリチウム粒子を持つことができます。通常、リチウムイオン電池には原子あたりわずか0.5〜0.7個のリチウム粒子が含まれていますが、リチウム硫黄が取り込まれると、はるかに高いリチウム貯蔵容量が可能になります。

リチウム硫黄電池の主な問題は、硫黄の導電率が低いことと、放電後のその巨大な体積変化です。適切なカソードを見つけることは、リチウム硫黄電池の商品化の最初のステップです。したがって、ほとんどの研究者はリチウムアノードと炭素/硫黄カソードを利用しています。硫黄はかなり安いですが、導電性がありません。カーボンカバーは硫黄に失われた導電性を与えます。カーボンナノファイバーは、より高いコストで成功した電子伝導方法と構造的完全性を提供します。

リチウム硫黄構成の問題の1つは、カソードの硫黄がリチウムを吸収すると、LixS組成の体積が拡大する一方で、Li2Sの予想される体積発生は最初の硫黄の体積のほぼ80％になることです。これにより、カソードに膨大な機械的重量が発生します。これが、急速な劣化の主な理由です。この手順により、炭素と硫黄の接触が減少し、炭素表面へのリチウムイオンの流れが制限されます。リチウム化硫黄元素の機械的特性は、リチウム含有量に大きく依存します。リチウム含有量の拡大に伴い、リチウム化硫黄元素の品質が向上します。

ほとんどのリチウム硫黄電池の本質的な欠陥の1つは、電解質との望ましくない反応です。硫黄とLi2Sは一般に多くの電解質に不溶性ですが、ほとんどの多硫化物は不溶性です。 Li2Sを電解質に溶解すると、動的硫黄が不可逆的に失われます。カソードとして非常に受容性の高いリチウムを使用すると、通常使用される他の電解質のほとんどが分離します。

リチウム硫黄電池の長所と短所

リチウム硫黄電池は、ユーザーに長所と短所の両方を提供します。これらの長所と短所は、さまざまな状況での動作に依存しています。だから、ここにリチウム硫黄電池の長所と短所のいくつかがあります。

利点

1.リチウム硫黄電池の高エネルギー密度の利点の1つ。携帯電話などの通常の電子機器と比較して、より多くのエネルギー密度を必要とするアプライアンスがいくつかあります。彼らが適切に機能するためには、その力が必要です。この場合、リチウム硫黄は、自動車などの電化製品に必要なエネルギー密度を提供できるため、非常に有益であることがわかります。これらのバッテリーは、これらのアプライアンスを適切にサポートしているため、正常に機能します。

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2.リチウム硫黄電池は、リチウムイオン電池など他の電池に比べてメンテナンスが少なくて済みます。それらは、過酷な環境で影響を受けにくい最も耐性のあるバッテリーと見なされており、数年間長持ちします。

3.自己放電は、多くのバッテリーが抱える大きな問題の1つです。デバイスが接続されていなくても、自動的に放電します。この場合、2、3か月間使用しないと、自己放電特性のためにすべての充電が失われます。リチウム硫黄電池はこの方法では機能しませんが。それらはそれ自体で電力を放電しません。

短所

1.輸送はリチウム硫黄電池の主な欠点の1つです。ほとんどすべての航空会社は、使用されている化学物質のために、リチウム硫黄電池を飛行機に搭載することを制限しています。

2.リチウム硫黄電池は他の電池に比べてかなり高価です。これは、これらのバッテリーのもう1つの欠点です。リチウム硫黄電池を入手できる量で、ほぼ2〜3個のリチウムイオン電池を購入できます。

リチウム硫黄vsリチウムイオン

まあ、両方のバッテリーはそれぞれの状況で良いです。要件と好みに応じて、どちらが他よりも優れているかを判断することしかできません。これらのバッテリーを品質的に考えると、リチウム硫黄はリチウムイオンバッテリーよりも優れています。リチウムイオンと比較して、より多くの利点があります。コスト面で検討している場合は、リチウム硫黄電池よりも安価であるため、リチウムイオンの方が優れています。だから、あなたがバッテリーにどの要素を入れたいかはあなたの要件次第です。

さて、上記はリチウム硫黄電池に関するいくつかの重要な要素を説明しました。リチウム硫黄電池に関するこれらすべての事実を考慮し、オプションとして選択してください。

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