D'Welt brauch méi Kraaft, am léifsten an enger Form déi propper an erneierbar ass.Eis Energiespäicherstrategien ginn am Moment duerch Lithium-Ion Batterien geformt - um Virdeel vun esou Technologie - awer op wat kënne mir eis an de kommende Joeren freeën?
Loosst eis mat e puer Batterie Basics ufänken.Eng Batterie ass e Pak vun enger oder méi Zellen, déi all eng positiv Elektrode (d'Kathode), eng negativ Elektrode (d'Anode), e Separator an en Elektrolyt huet.D'Benotzung vu verschiddene Chemikalien a Materialien fir dës beaflosst d'Eegeschafte vun der Batterie - wéi vill Energie et ka späicheren an erausginn, wéi vill Kraaft et kann ubidden oder d'Zuel vun de Mol et kann entlooss ginn an opgelueden ginn (och Cycling Kapazitéit genannt).
Batteriefirmen experimentéieren dauernd fir Chemie ze fannen déi méi bëlleg, dichter, méi hell a méi staark sinn.Mir hu mam Patrick Bernard geschwat - Saft Research Director, deen dräi nei Batterietechnologien mat transformativen Potenzial erkläert huet.
NEI GENERATIOUN LITHIUM-ION BATTERIEN
Wat ass et?
Bei Lithium-Ion (Li-Ion) Batterien gëtt Energielagerung a Verëffentlechung duerch d'Bewegung vu Lithium-Ionen vun der positiver an der negativer Elektrode hin an hier iwwer den Elektrolyt geliwwert.An dëser Technologie handelt déi positiv Elektrode als initial Lithiumquell an déi negativ Elektrode als Host fir Lithium.Verschidde Chemie ginn ënner dem Numm Li-Ion Batterien gesammelt, als Resultat vu Joerzéngte vu Selektioun an Optimiséierung no bei Perfektioun vu positiven an negativen aktive Materialien.Lithiéiert Metalloxide oder Phosphate sinn dat allgemengt Material dat als aktuell positiv Materialien benotzt gëtt.Graphit, awer och Grafit/Silisium oder lithiéiert Titanoxide ginn als negativ Materialien benotzt.
Mat aktuellen Materialien an Zelldesigner gëtt d'Li-Ion-Technologie erwaart eng Energielimit an den nächste kommende Joeren z'erreechen.Trotzdem, ganz rezent Entdeckungen vun neie Familljen vun disruptive aktive Materialien sollen déi aktuell Grenzen opmaachen.Dës innovativ Verbindunge kënne méi Lithium a positiven an negativen Elektroden späicheren an erlaben fir d'éischte Kéier Energie a Kraaft ze kombinéieren.Zousätzlech, mat dësen neie Verbindungen, ginn d'Knappheet an d'Kritizitéit vu Rohmaterial och berücksichtegt.
Wat sinn hir Virdeeler?
Haut, ënner all de modernste Späichertechnologien, erlaabt Li-Ion Batterie Technologie den héchsten Niveau vun der Energiedicht.Leeschtunge wéi séier charge oder Temperatur Betribssystemer Fënster (-50 ° C bis 125 ° C) kann vun der grousser Auswiel vun Zell Design a Chimie fein-ofgestëmmt ginn.Ausserdeem weisen Li-Ion Batterien zousätzlech Virdeeler wéi ganz niddereg Selbstléisung a ganz laang Liewensdauer a Vëlo Leeschtung, typesch Dausende vun Oplued- / Entladungszyklen.
Wéini kënne mir et erwaarden?
Nei Generatioun vu fortgeschratt Li-Ion Batterien gëtt erwaart virun der éischter Generatioun vu Solid State Batterien ofgesat ze ginn.Si wäerten ideal sinn fir ze benotzen an Uwendungen wéi Energy Storage Systems firerneierbar Energienan Transport (marine, Eisebunn,Loftfaartan Offroad Mobilitéit) wou héich Energie, héich Kraaft a Sécherheet obligatoresch ass.
LITHIUM-SWEVEL BATTERIEN
Wat ass et?
A Li-Ion-Batterien ginn d'Lithium-Ionen an aktive Materialien gelagert, déi als stabile Hoststrukture wärend der Ladung an der Entladung handelen.A Lithium-Schwefel (Li-S) Batterien ginn et keng Hoststrukturen.Wärend der Entladung gëtt d'Lithiumanode verbraucht a Schwefel an eng Vielfalt vu chemesche Verbindungen transforméiert;während Opluedstatiounen, der ëmgedréint Prozess statt.
Wat sinn hir Virdeeler?
Eng Li-S Batterie benotzt ganz liicht aktiv Materialien: Schwefel an der positiver Elektrode a metallesche Lithium als negativ Elektrode.Dofir ass seng theoretesch Energiedicht aussergewéinlech héich: véiermol méi grouss wéi déi vum Lithium-Ion.Dat mécht et gutt fir d'Loft- a Raumfaartindustrie.
Saft huet déi villverspriechend Li-S Technologie ausgewielt a favoriséiert baséiert op Solid State Elektrolyt.Dësen technesche Wee bréngt ganz héich Energiedicht, laang Liewensdauer an iwwerwannt d'Haaptnodeeler vum Li-S baséiert Li-S (limitéiert Liewen, héich Selbstentladung, ...).
Ausserdeem ass dës Technologie ergänzt zu Feststoff Lithium-Ion dank senger superieure gravimetrischer Energiedicht (+30% am Spill a Wh / kg).
Wéini kënne mir et erwaarden?
Grouss Technologiebarrièren si scho iwwerwonne ginn an de Reifeniveau geet ganz séier a Richtung voller Skala Prototypen weider.
Fir Uwendungen déi laang Batterieliewen erfuerderen, gëtt dës Technologie erwaart de Maart just nom Solid State Lithium-Ion z'erreechen.
SOLID STATE BATTERIEN
Wat ass et?
Solid State Batterien representéieren e Paradigmewiessel a punkto Technologie.A modernen Li-Ion-Batterien beweegen d'Ionen vun enger Elektrode op déi aner iwwer de flëssege Elektrolyt (och Ionesch Konduktivitéit genannt).An all-solid state-Batterien gëtt de flëssege Elektrolyt duerch eng zolidd Verbindung ersat, déi d'Lithium-Ionen trotzdem erlaabt bannenzeg ze migréieren.Dëst Konzept ass wäit vun neier, awer an de leschten 10 Joer - dank intensiver weltwäiter Fuerschung - goufen nei Famille vu festen Elektrolyte mat ganz héijer ionescher Konduktivitéit entdeckt, ähnlech wéi flësseg Elektrolyt, wat et erlaabt dës speziell technologesch Barrière ze iwwerwannen.
Haut,SaftFuerschung an Entwécklung Efforte konzentréieren op 2 Haaptmaterial Zorte: Polymer an anorganesch Verbindungen, zielt d'Synergie vun de physikalesch-chemeschen Eegeschafte wéi Veraarbechtung, Stabilitéit, Konduktivitéit ...
Wat sinn hir Virdeeler?
Den éischte grousse Virdeel ass eng däitlech Verbesserung vun der Sécherheet op Zell- a Batterieniveauen: zolidd Elektrolyte sinn net brennbar wann se erhëtzt ginn, am Géigesaz zu hire flëssege Kollegen.Zweetens, et erlaabt d'Benotzung vun innovativen, héich-Volt héich-Kapazitéit Materialien, déi méi dichter, méi hell Batterien mat besser Regal Liewen als Resultat vun reduzéiert Self-Entladung erlaabt.Ausserdeem, um Systemniveau, bréngt et zousätzlech Virdeeler wéi vereinfacht Mechanik souwéi thermesch a Sécherheetsmanagement.
Well d'Batterien en héije Kraaft-zu-Gewiicht Verhältnis kënne weisen, kënne se ideal sinn fir an elektresche Gefierer ze benotzen.
Wéini kënne mir et erwaarden?
Verschidde Aarte vun all-solid-state Batterien wäerte méiglecherweis op de Maart kommen wéi den technologesche Fortschrëtt weider geet.Déi éischt wäerte Solid State Batterien mat graphite-baséiert Anoden sinn, déi verbessert Energieleistung a Sécherheet bréngen.Mat der Zäit solle méi hell Solid-State Batterietechnologien mat enger metallescher Lithiumanode kommerziell verfügbar ginn.
Post Zäit: Aug-03-2022