Cad is Ceallraí Litiam-sulfair ann?

Is dí-chomhdhlúthú aon-leictreon iad cadhnraí litiam-ian (LiCo02), cé go bhfuil cadhnraí litiam-sulfair redox 8-leictreon, mar sin tá an teoiric ag cadhnraí litiam-sulfair go bhfuil siad 7-8 n-uaire cumas cadhnraí litiam-ian. Cé gur úsáideadh cadhnraí litiam polaiméire go forleathan i dtáirgí 3C, mar gheall ar an dlús fuinnimh teoranta, is é sin, saolré teoranta na ceallraí, caithfear iad a mhuirearú go minic, rud atá trioblóideach. Is é an mothú is iomasach ná tar éis an fón cliste a athrú, bíonn gach duine ag muirearú gach lá, agus níl fiú an stór luchtaithe ag fágáil an stáit. Teastaíonn cineál nua ceallraí litiam-ian ó shochaí an lae inniu le costas íseal, gan aon truailliú, feidhmíocht chobhsaí, cumas mór sonrach, agus dlús ardfhuinnimh chun freastal ar riachtanais shaolré ceallraí níos faide agus luas luchtaithe níos gasta.

Stair forbartha ceallraí litiam-sulfair: Tá stair níos mó ná 30 bliain ag cadhnraí litiam-ian, agus tá cadhnraí litiam-sulfair níos óige. I 1962, mhol Herbet agus Ulam ar dtús go n-úsáidfí sulfair mar ábhar catóide agus perchlorate alcaileach mar an leictrilít.

Rinneadh staidéar ar an gcóras litiam-sulfair luath mar phríomhcheallraí agus rinneadh tráchtálú air ar feadh tamaill, ach cuireadh cadhnraí in-athluchtaithe ina dhiaidh sin agus cuireadh ar fionraí é. Sa bhliain 2009, mhol Linda F. Nazar ceallraí rechargeable tánaisteach litiam-sulfair ar Ábhair Dúlra, agus d’úsáid sí CMK-3 chun cumas ard sonrach 1320mAh / g a bhaint amach. Ó shin i leith, tá caibidil i bhforbairt oscailte ag cadhnraí litiam-sulfair.

Prionsabal na ceallraí litiam-sulfair: is é an leictreoid dhearfach ceallraí litiam-sulfair ábhar a bhfuil sulfair nó sulfair ann, agus is é an leictreoid dhiúltach litiam. Is é 2.1V an meánvoltas. Go teoiriciúil, tá cumas sonrach 1672mAh / g ag an gcóras litiam-sulfair (Li-S) agus dlús fuinnimh 2600Wh / kg. Is ceallraí ian litiam tráchtála traidisiúnta é le LiCo02 mar an leictreoid dhearfach (cumas sonrach teoiriciúil 273.8mAh / g, Dlús fuinnimh 360Wh / kg) thart ar 7 n-uaire. I gcomparáid le gnáth-chadhnraí litiam-ian, ní deintercalation simplí ian litiam é nádúr urscaoilte cadhnraí litiam-sulfair, ach próiseas redox in éineacht le líon mór táirgí idirmheánacha. Le linn an phróisis scaoilte de cheallraí urscaoilte litiam-sulfair, imoibríonn sulfair eiliminteach le Li ó oscailt fáinne timthriallach S8, agus tá dhá ardán scaoilte follasacha ag gabháil leis an tiontú ó Li2S8 fadshlabhra go Li2S gearrshlabhra, an scardadh ardchumais. is é 2.45V—- 2.1V an t-ardán, is féidir an próiseas a mheas mar thiontú mór S8 go S42-, agus is é 2.1V-1.7V an t-urscaoileadh íseal-acmhainneachta, is cuid mhór S42 é an próiseas seo go S22- agus S2 -. Ar an láimh eile, comhfhreagraíonn céimeanna tiontaithe éagsúla le toilleas éagsúla.

Seo a leanas cothromóid an imoibrithe urscaoilte:

Leictreoid dhearfach: S8 {{1}} 16Li+e- → 8Li2S

Leictreoid dhiúltach: Li → Li++e-

Imoibriú iomlán: 2Li + nS → Li2Sn → Li2S

Is éard atá i ngnáth-chadhnraí litiam-ian dí-chomhdhlúthú aon-leictreon, agus tá cadhnraí litiam-sulfair redox 8-leictreon, agus mar sin tá 7-8 n-uaire an acmhainn theoiriciúil agus an dlús fuinnimh acu. Cosúil le cadhnraí litiam-ian traidisiúnta, is éard atá i gcadhnraí litiam-sulfair leictreoid dhearfach, leictreoid dhiúltach, deighilteoir, leictrilít agus deighilteoir. Dá bhrí sin, meastar gurb iad cadhnraí litiam-sulfair an rogha eile is geallta do chadhnraí litiam-ian traidisiúnta agus is foinse fuinnimh nua iad do ghlúin nua de threalamh stórála fuinnimh.

Is príomhfhachtóir iad ábhair catóide sulfair a chuireann srian le forbairt agus cur i bhfeidhm cadhnraí litiam-sulfair, agus mar sin dírímid ar chatóidigh sulfair. Faoi láthair, tá roinnt fadhbanna le réiteach freisin ag catóide sulfair an chórais litiam-sulfair: éifeacht tointeála, seoltacht lag, agus leathnú toirte.

1. Díscaoileann polaisiúicrídí le linn an phróisis scaoilte (Li2Sx, 3 ＜ x ＜ 8), agus mar thoradh air sin tá imoibriú díréireach casta agus luachan GG; éifeacht tointeála", ag cruthú cuid mhór féin-urscaoilte, ag laghdú éifeachtúlacht agus timthriall Coulomb. feidhmíocht, agus díghrádú cumais dochúlaithe a chur faoi deara;

2. Tá seoltacht sulfair eiliminteach agus sulfíde litiam an táirge scaoilte íseal, seoltacht S (5 × 10-30S / cm, 25 ℃), seoltacht Li2S / Li2S2 (~ 10-30S / cm), agus mar thoradh air sin úsáid sulfair amháin Thart ar 50-70%.

3. Tá leathnú mór toirte ag an gclaochlú ó orthorhombic α-S (ρ1=2.03g / cm3) go Li2S le struchtúr fluairít inbhéartach (ρ2=1.66g / cm3), scriosann sé struchtúr an leictreoid, agus bíonn tionchar aige ar chobhsaíocht rothaíochta.