リチウム空気電池 – 約束、課題、メカニズム

リチウム空気電池は、再生可能エネルギー源よりもはるかに優れた十分なエネルギーを生成できる電池です。これらのバッテリーは、有毒な空気を放出しないため、環境を保護するために作成されています。これらのタイプのバッテリーは、非常に高い密度と電力貯蔵の存在を約束します。

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リチウム空気電池を引き下げるいくつかの課題により、市場での電池の拡大が難しくなっています。リチウム空気電池の仕組みは単純で、空気中の酸素からエネルギーを発生させます。空気は化学反応を起こし、電気を発生させます。

リチウム空気電池の約束と課題

リチウム空気電池の最大の約束は、環境を保護する能力です。これは、空気中の酸素を使用して化学反応を促進し、ほとんどの電気自動車で電気を生成することによって行われます。さらに、電気の貯蔵は非常に有望であり、バッテリーを再充電することができます。

リチウム空気電池は非常に効果的ですが、まだ解決されていない課題はほとんどありません。材料の不安定性は、主な欠点の 1 つです。多くの研究により、非水系リチウム電池の方が電気自動車に十分なエネルギーを蓄えられる可能性が高いと結論付けられています。空気極などの材料はバッテリーの基本ですが、効果がないことが証明されているため、バッテリーを安定させるために、より多くの材料が求められています。現時点では、空気極の性能は非常に低レベルです。

不完全な可逆性。不可逆性は、主に電解質、リチウム、および炭素 (IV) 酸化物などの他の溶存ガス間の反応によって引き起こされます。リチウム空気電池が市場で広く流通するためには、不完全な可逆性を修正する必要があります。この問題は、可溶性の新しい電解質材料を使用できる場合に修正できます。非水系バッテリーの場合、より良い結果を得るには、空気極も変更する必要があります。

カソード細孔の利用が不完全。リチウム空気電池は、3 つの異なる形で作られています。形態の 1 つは、不溶性で細孔の閉塞の原因となる粒子を放出する非水系電池です。カソードの細孔が塞がれると、発生する可能性のある反応が非常に少なくなるため、バッテリーの性能が変化します。

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リチウム空気電池会社

リチウム空気電池を管理している主要な 3 社は次のとおりです。 Mullen Technologies, Inc.、Tesla, Inc.、Poly plus Battery Co. Poly plus Battery Company は、充電式リチウム空気電池の製造と開発を行う 3 社のうちの 1 社です。同社によると、彼らが開発したリチウム空気電池は、従来のリチウムイオン電池よりも約 700% 多くのエネルギーを蓄えることができます。また、空気を利用してエネルギーと電気を生み出すリチウム空気電池。

Polyplus は 1991 年から存在し、常に次のより優れたバッテリーの発明に取り組んできた会社です。同社が発明したことで知られるバッテリーの 1 つは、耐水性で保護されたリチウム電極です。リチウム空気電池は、電気自動車がより速く、手頃な価格で移動できるようにするために同社が取り組んできたプロジェクトの 1 つです。

Mullen Technologies は、最高の電気自動車製造およびバッテリー製造会社の 1 つです。同社は、電気自動車の大量生産を支援するインフラストラクチャを構築しています。同社の主要な仕事の 1 つは、多くの電気自動車を作るための材料を入手することであり、リチウム空気電池は、彼らが使用しようとしていた材料の 1 つです。

テスラは他の電気自動車メーカーの 1 つであり、そのためにリチウム空気電池の使用に注力しています。同社は、収益性が高く手頃な価格の最速の電気自動車を生産したいと考えています。テスラ社は、電気自動車を支えるバッテリーを考え出す努力をしてきました。 3 社はいずれも高速で手頃な価格の電気自動車を製造したいと考えているため、競合他社です。

リチウム空気電池のメカニズム

リチウム空気電池は、リチウムイオン電池に比べて軽量です。バッテリーは、空気中の酸素を使用して、アノードでリチウム イオンと反応することによって動作します。酸素分子がリチウムイオンと反応すると、過酸化リチウムが生成されます。反応が起こると電気エネルギーが生成され、それは車を動かすのに十分です。

ただし、形成された過酸化リチウムは、電極を覆って電子の移動を妨げるため、電解質としては適していません。電子の受け渡しがなければ反応は止まり、エネルギーは発生しません。この問題を解決するには、常にヨウ化リチウムを電解質に加え、少量の水を加えることです。上記の組み合わせにより、電極が自由に電子を伝導できるようになります。

水酸化リチウムは、水とヨウ化リチウムを加えると生成されます。水酸化物は結晶の形をしており、炭素電極の細孔に集中します。一番良いのは、結晶の濃度がバッテリーの電圧供給に干渉しないことです。ヨウ化リチウムは、水を伴う単なる促進剤として機能することに注意することが重要です。

結論

リチウム空気電池については多くの研究が行われており、多くの研究者は、適切な材料を組み合わせることで電気自動車がその電池を使用できると確信しています。これは、リチウム空気電池が 100% 有効な場合、電気自動車の商用市場が約束されていることも示しています。主要な電気自動車製造会社 3 社は、バッテリーにほとんど変更を加えることなく、自動車がより高速に動作し、手頃な価格で購入できることを証明しています。

リチウム空気電池は環境に優しく、有害な燃料資源の必要性を減らします。言及されたいくつかの課題により、研究者はそれらを修正し、リチウム空気電池を100%効果的で信頼できるものにする方法を探しています。環境に害のない電気自動車の需要が高まっており、次のような多くの企業が使用しています。 Tesla、Mullen Technologies、Poly plus Battery Company は、最高のリチウム空気電池の開発に取り組んでいます。