1. 1 katot malzemesi
Lityum iyon pil katot malzemeleri esas olarak lityum a??s?ndan zengin manganez bazl? malzemeler, ü?lü kompozit malzemeler, spinel tipi LiMn 2 O 4, lityum demir fosfat ve lityum nikel manganez oksit olarak ayr?l?r. Li bak?m?ndan zengin manganez bazl? kat? ??zelti katot malzemesi Li 1 + x M 1 – x O 2 (M, Ni, Co ve Mn gibi bir ge?i? metalidir) yüksek ?zgül kapasiteli (> 200 mAh/g), yüksek enerji yo?unlu?u, dü?ük maliyet ve ?evre koruma Dostu, vb., ancak dü?ük ilk de?arj verimlili?i, dü?ük kulombik verimlilik, zay?f ?evrim ?mrü, yetersiz yüksek s?cakl?k performans? ve dü?ük h?z performans? gibi eksiklikler var. ?in Bilimler Akademisi Fizik Enstitüsü'nden ara?t?rmac? Wang Zhaoxiang, deneysel ara?t?rmay? teorik hesaplamalarla birle?tiriyor. Mn g??ünün itici gücünün ara?t?r?lmas?ndan yola ??kan bu makale, Mn g??ünün neden oldu?u bir dizi sorunu incelemekte ve Mn g??ünü engellemek i?in bir y?ntem ?nermektedir. Xiangtan üniversitesi'nden Profes?r Wang Xianyou, malzeme yap?s? ve performans aras?ndaki ili?kiden ba?lad? ve malzeme yap?s?n?, tasar?m malzemesi bile?imini (O fazlal???), malzeme faz bile?imini kontrol ederek (Co-doped) ve yüzey modifikasyonunu (polianilin ile kaplanm??) optimize ederek geli?tirildi ve geli?tirildi. . Lityum malzeme performans?n?n yolu. Kaplama modifikasyonunda, Changsha Bilim ve Teknoloji üniversitesi'nden Profes?r Chen Zhaoyong, derinlemesine bir ?al??ma yürüttü: lityum a??s?ndan zengin manganez bazl? katot malzemesinin yüzeyinde mikro g?zenekli bir Al 2 O 3 /PAS ?ift katmanl? kaplama yap?s? in?a edildi. ve katot malzemesi 0.1 C h?z?ndayd?. Spesifik kapasite 280 mAh/g'a kadar ve 0.2 C'de 100 d?ngüden sonra hala 98% kapasite tutma var ve malzemenin yap?sal d?nü?ümü yok. Ni-Co-Mn ü?lü katot malzemesi ara?t?rmas?, kapasiteyi, d?ngü ?zelliklerini ve oran performans?n? daha da geli?tirmek i?in esas olarak bile?im ve haz?rlama ko?ullar?, kaplama veya doping modifikasyonu vb.'nin optimize edilmesine odaklan?r. ?lk de?arj spesifik kapasitesinin ilk de?arj spesifik kapasitesi 209. 4 mAh/g, 1.0 C. Malzemenin ilk de?arj spesifik kapasitesi 0.1 C mAh/g, 1.0 C. 7%。 Kapasite tutma 95.5% oran?, yüksek s?cakl?klarda kapasite tutma oran? hala 87.7%. Kaplama malzemesi ayr?ca, ü?lü pozitif elektrot malzemesinin stabilitesini iyile?tirebilen LiTi02, Li2Zr03 veya benzeri olabilir. Kat? faz yanma sentezi ile spinel LiMn 2 O 4'ün haz?rlanmas?, reaksiyon s?cakl???n? azaltabilir, reaksiyon h?z?n? h?zland?rabilir ve ürünün kristal yap?s?n? iyile?tirebilir. Spinel LiMn 2 O 4'ü modifiye etmek i?in ana y?ntemler, ZnO, Al2O3 kaplama, Cu, Mg ve Al doping gibi kaplama ve dopingdir. Lityum demir fosfat?n modifikasyonundan bahsedilmi?tir. Kullan?lan y?ntemler, element birlikte katk?lama (vanadyum iyonu ve titanyum iyonu gibi), ferrosen ve di?er katalitik grafitizasyon katk? maddelerinin eklenmesi ve grafen, karbon nanotüpler ve benzerleriyle birle?tirmedir. Lityum nikel manganat katot malzemeleri i?in, modifikasyon ve kaplama doping yap?larak ve sentez y?ntemleri ve prosesleri geli?tirilerek yüksek s?cakl?k kararl?l??? da geli?tirilebilir. Di?er ara?t?rmac?lar, 850 mAh/g ba?lang?? de?arj ?zgül kapasitesi olan karbonil konjuge ftalosiyanin bile?ikleri gibi baz? ba?ka katot malzemeleri türleri ?nermi?lerdir; grafen-mezog?zenekli karbon/selenyum (G-MCN/Se) ü?lü Kompozit film pozitif elektrot i?in, selenyum i?eri?i 62% oldu?unda, 1 C'nin ilk de?arj spesifik kapasitesi 432 mAh/g idi ve sonras?nda 385 mAh/g'de kald?. 1 300 d?ngü, iyi d?ngü kararl?l??? g?sterir.
1.2 Anot malzemesi
Grafit malzemeleri ?u anda ana anot malzemeleridir, ancak ara?t?rmac?lar di?er anot malzemelerini ara?t?rmaktad?r. Katot malzemesiyle kar??la?t?r?ld???nda, anot malzemesinin belirgin bir ara?t?rma s?cak noktas? yoktur. Elektrolit, pilin ilk d?ngüsü s?ras?nda bir kat? elektrolit faz arayüzü (SEI) zar? olu?turmak i?in grafit anodun yüzeyinde indirgeyici bir ?ekilde ayr???r, bu da ilk geri d?nü?ü olmayan kapasite kayb?na neden olur, ancak SEI zar? elektrolitin devam etmesini engelleyebilir. Grafit yüzeyinde ayr???r, b?ylece elektrotu korur. Rol. Güney ?in Normal üniversitesi'nden Zhang Ting, grafit anot ve elektrolit aras?ndaki uyumlulu?u iyile?tirmek ve pilin elektrokimyasal performans?n? iyile?tirmek i?in SEI film olu?turucu katk? maddesi olarak dimetil sülfit ekledi. Baz? ara?t?rmac?lar, anot malzemeleri olarak nano-titanat-karbon kompozitleri kullanm?? ve h?z performans?n? ve d?ngü kararl?l???n? iyile?tirmek i?in magnetron püskürtme ile ZnO, Al203 ve di?er malzemelerle kaplanm??t?r; sprey kurutma pirolizi Y?ntemle haz?rlanan silikon-karbon kompozit anot malzemesinin ilk de?arj spesifik kapasitesi 1 033. 100 mA/g ak?mda 2 mAh/g ve 77.3%'lik bir ilk ?arj ve de?arj verimlili?i; kendinden destekli esnek silikon/grafen Kompozit film anot malzemesi 100 mA/g ak?mda 50 kez ?evrildi, spesifik kapasite hala 1 500 mAh/g idi ve kulombik verim 99% veya daha fazlas?nda stabilize edildi. Bunun nedeni, grafen levhalar?n yüksek elektriksel iletkenli?e ve esnekli?e sahip olmas?d?r.
1.3 lityum iyon pil
Elektrolit Geleneksel karbonat elektrolit sisteminin yan?c?l?k ve zay?f termal kararl?l?k gibi sorunlar? vard?r. Parlama noktas? yüksek, alev almaz, geni? elektrokimyasal kararl?l?k penceresi ve geni? s?cakl?k uyarlanabilirli?i olan bir elektrolit sistemi geli?tirir. Lityum iyon piller i?in ?nemli bir malzemedir.
2 NiMH pil
Nikel-metal hidrit pillerdeki bir ara?t?rma noktas?, hidrojen depolama ala??ml? malzemelerdir. Guangxi üniversitesi'nden Profes?r Guo Jin, s?v? nitrojen s?cakl???ndaki h?zl? so?utman?n ve mekanik bilyal? ??ütmenin denge d??? muamelesinin Mg 17 Al 12 ala??m?n?n hidrojen depolama performans?n? düzenledi?ine inan?yor. Guangxi üniversitesi'nden Do?ent Lan Zhiqiang, Mg 90 Li 1 – x Si x (x =0, 2, 4 ve 6) kompozit hidrojen depolama malzemeleri haz?rlamak i?in mekanik ala??mlama ile birle?tirilmi? ?s?l i?lem sürecini kulland? ve bu malzemeye Si'nin eklenmesini inceledi. Mg-Li sisteminin kat? ??zelti depolamas?. Hidrojen performans?n?n etkisi. Nadir toprak elementlerinin eklenmesi, hidrojen absorpsiyon ve desorpsiyon d?ngüsü s?ras?nda amorfizasyon fenomenini ve ala??m bile?iminin orant?s?zla?ma sürecini engelleyebilir ve ala??m?n geri d?nü?ümlü hidrojen absorpsiyonunu ve desorpsiyonunu art?rabilir. Piyasadaki geleneksel hidrojen depolama ala??m malzemeleri ?o?unlukla nadir toprak elementleri (La) ile katk?l?d?r. , Ce, Pr, Nd, vb.), ancak Pr ve Nd'nin fiyat? daha yüksektir. Zhu Xilin, bir nikel-hidrojen pilinde Pr ve Nd ile katk?l? olmayan bir AB 5 hidrojen depolama ala??m?n?n uygulamas?n? bildirdi. Elektrikli otobüse uygulanan kare pil 100.000 km güvenli bir ?ekilde ?al??t?r?lm??t?r. Hidrojen depolama malzemeleri i?in ba?ka bir ara?t?rma s?cak noktas?, Mg(BH 2 ) 2 -2LiH, 4MgH 2 – Li 3 AlH6 , Al-Li 3 AiH 6 ve NaBH 4 -CO(NH 2 ) 2 gibi metal nitrojen hidritleridir. Partikül boyutunun kü?ültülmesi ve bir alkali metal katk? maddesinin eklenmesi, metal koordinasyonlu hidrojen depolama malzemesinin hidrojen depolama performans?n? iyile?tirebilir, burada partikül boyutu azalt?l?r, bu esas olarak yüksek enerjili mekanik bilyal? ??ütme ile sa?lan?r. Guilin Elektronik Teknolojisi üniversitesi'nden Profes?r Sun Lixian taraf?ndan bildirilen Amin-Decorated12-Connected MOF CAU-1 malzemesi, CO2 emisyonunun azalt?lmas? ve hidrojen depolamas? i?in büyük ?nem ve uygulama de?eri olan mükemmel H 2 , CO 2 ve metanol adsorpsiyon ?zelliklerine sahiptir. . Ayr?ca 4MgH2-Li3AlH6, Al-Li3AiH6 ve NaBH4-CO(NH2)2 gibi ?e?itli alüminyum bazl? ala??ml? hidrojen üreten malzemeler yak?t pilleriyle birlikte kullan?lmaktad?r.
3 süper kapasit?r
Yüksek h?z performans?na ve uzun ?evrim ?mrüne sahip elektrot malzemelerinin ara?t?r?lmas?, aralar?nda g?zenekli karbon malzemeleri, biyokütle karbon malzemeleri ve karbon kompozit malzemeler gibi karbon malzemelerinin en yayg?n süper kapasit?r elektrot malzemeleri oldu?u süper kapasit?rler üzerine ara?t?rmalar?n odak noktas?d?r. Baz? ara?t?rmac?lar nano g?zenekli karbon aerojel malzemeleri haz?rlad?lar ve iyi elektrokimyasal kapasitans ?zelliklerinin ü? boyutlu a? iskelet yap?s?ndan ve ultra yüksek spesifik yüzey alan?ndan geldi?ini kan?tlad?lar. Huazhong Bilim ve Teknoloji üniversitesi'nden Nie Pengru, ü? boyutlu bir g?zenekli karbon malzeme elde etti ve bunu, sitrik asit ?slak li? ile at?k kur?un-asit pilleri geri kazanma sürecinde süper kapasit?rler i?in bir elektrot malzemesi olarak kulland?. Bu y?ntem, enerji depolama endüstrisi ile ?evre koruma endüstrisinin yak?n entegrasyonunu te?vik edebilir ve iyi ekolojik ve ?evresel faydalar sa?layabilir. Ara?t?rmac?lar ayr?ca süper kapasit?rler i?in elektrot malzemeleri olarak farkl? biyokütle karbon malzemelerinin (sakaroz, polen, alg vb.) kullan?m?n? ara?t?rd?. Kompozit malzemeler a??s?ndan, ara?t?rmac?lar sandvi? ?eklinde bir MoO 3 /C kompozit malzeme tasarlad?lar, α-MoO 3 katman? ve grafen katman?, mükemmel elektrokimyasal ?zelliklere sahip olan yatay olarak serpi?tirilmi? ve istiflenmi?tir; grafen/karbon kuantum nokta kompozit Malzeme, 0,5 A/g ak?mda 256 F/g spesifik kapasitansa sahip bir elektrot malzemesi olarak da kullan?labilir. Shaanxi Normal üniversitesi'nden Profes?r Liu Zonghuai, 456 m2/g spesifik yüzey alan?na ve 0.25 A/g ak?mda 281 F/g spesifik kapasitansa sahip manganez oksit nanopar?ac?klar?ndan bir araya getirilen mezog?zenekli bir manganez oksit nanoelektrot malzemesi haz?rlad?. Güney ?in Teknoloji üniversitesi'nden Liu Peipei, 11 A/g ak?mda 6 F/g spesifik kapasitansa ve kapasitans tutma oran?na sahip ü? boyutlu nano-?i?ekli NiO-Co 3 O 4 kompozit malzeme haz?rlad?. 1.500 devir. 94. 0%; Nankai üniversitesi'nden Wang Yijing, farkl? morfolojilere sahip NiCo 2 O 4 malzemelerinin büyüme mekanizmas?n?, mikro yap?s?n? ve performans?n? inceledi. Chongqing Sanat ve Bilim üniversitesi'nden Tang Ke, e?de?er diren? ve ?arj ak?m? aras?ndaki ili?kiyi analiz etti. E?de?er devre modeli, süperkapasit?rün ak?mla kapasitans, depolama kapasitesi ve ?arj verimlili?inin de?i?imini incelemek i?in kullan?ld?. Süperkapasit?rün s?cakl?k depolama performans? tart???ld?. Darbe.
4 yak?t hücresi
Proton de?i?im membranl? yak?t hücrelerinin (PEMFC) ticarile?tirilmesi ?ncelikle maliyet ve uzun ?mür ile s?n?rl?d?r. PEMFC'de kullan?lan kataliz?r esas olarak Pt gibi asil bir metal oldu?undan, maliyetlidir ve ?al??ma ortam?nda kolayca bozunur, bu da katalitik aktivitede bir azalmaya neden olur. ?in Bilimler Akademisi Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü'nden ara?t?rmac? Shao Zhigang, kullan?lan Pt miktar?n? azaltmak ve kataliz?rün aktivitesini art?rmak i?in Pd'yi tan?tan bir Pd-Pt ?ekirdek-kabuk kataliz?rü bildirdi. Ek olarak, ara?t?rmac?lar, yüksek aktivite ve yüksek stabiliteye sahip PEMFC metal oksijen indirgeme kataliz?rü elde etmek i?in polimer stabilizasyonu, yüzey gruplamas? ve metal yüzey karbon küme modifikasyonu kullanarak metal ve ta??y?c? aras?ndaki etkile?imi geli?tirdiler. Pekin Teknoloji Enstitüsü'nden Cao Tai, üstte kobalt nanopar?ac?klar? olan tek tip, nitrojen katk?l?, bambu ?ekilli karbon nanotüplerin sentezi i?in hafif, dü?ük maliyetli ve büyük ?l?ekli bir sentez y?ntemi tan?tt?. ürünler mükemmel ?zelliklere sahiptir. Redoks katalitik aktivite. Yak?t pilleri i?in geleneksel platin bazl? kataliz?rlerin yerini alabilecek karbon bazl? kataliz?rler ve di?er platin olmayan kataliz?rler, hidrotermal karbonizasyon, yüksek s?cakl?kta termal par?alama vb. ile elde edilir ve ticari platin karbon kataliz?rleriyle kar??la?t?r?labilir performansa sahiptir.
5 di?er piller
5. 1 sodyum iyon pil
Northeastern üniversitesi'nden Dai Kehua'da Na 0.44 MnO 2 malzemesinin ?arj ve de?arj süreci ?al???ld?. Malzemenin yüzeyinde dü?ük potansiyelde Mn2+ olu?tu?u tespit edildi. ?letken re?ine fenolik re?ine PFM, saf Sn tozunun geri d?nü?ümlü spesifik kapasitesini iyile?tirebilir. Kararl? ?arj ve de?arj elde etmek i?in. Zhongnan üniversitesi Xiao Zhongxing ve ark. yüksek safl?kta Na 0.44 MnO 2 sentezlemek i?in hidrotermal y?ntem ve yüksek s?cakl?k kat? faz y?ntemi ile sinterlendi ve 0 kapasiteli dü?me tipi bir pili birle?tirmek i?in negatif elektrot olarak metal sodyum kullan?ld?. 5 C d?ngüsü 20 kez. Tutma oran? 98.9% idi; Shanghai Electric Power College'dan Zhang Junxi, sodyum iyon piller i?in katot malzemesi olarak kullan?lan ve iyi elektrokimyasal performansa sahip olan olivin yap?s?n?n NaFePO 4 kristalitlerini sentezledi. Guilin Elektronik Teknolojisi üniversitesi'nden Do?ent Doktor Deng Jianqiu, hidrotermal y?ntemle nano-do?rusal bir stronsiyum sülfit haz?rlad? ve bunu sodyum iyon piller i?in negatif elektrot malzemesi olarak kulland?. Malzemenin ilk de?arj spesifik kapasitesi 100 mA/g'da 552 mAh/g'dir. 55 d?ngüden sonra kapasite tutma 85.5%'dir. 2 A/g'de 40 kez ?evrilir ve 100 mA/'ye d?ner. g'nin ak?m? ve de?arj?n ?zgül kapasitesi 580 mAh/g'ye geri yüklenir, bu, negatif elektrot malzemesinin d?ngü performans?n?n iyi oldu?unu g?sterir ve Yap?, büyük bir ak?m d?ngüsünden sonra sabit tutulabilir.
5. 2 adet lityum-kükürt pil
Lityum-kükürt piller üzerine ara?t?rmalar ?u anda pil güvenli?ini, ?evrim ?mrünü ve enerji yo?unlu?unu iyile?tirmeyi ama?layan g?zenekli karbon malzemeleri, kompozit malzemeler vb. gibi elektrot malzemelerine odaklanmaktad?r. ?in Bilimler Akademisi Dalian Kimyasal Fizik Enstitüsü'nden Zhang Hongzhang taraf?ndan geli?tirilen karbon malzemesi büyük bir g?zenek hacmine (> 4.0 cm3/g), yüksek bir ?zgül yüzey alan?na (>1 500 m 2 g), ve yüksek kükürt i?eri?i (>70%). Yüksek kükürt i?eri?i (3 mg/cm2) ko?ulu alt?nda, 0.1 C de?arj?n spesifik spesifik kapasitesi 1 200 mAh/g'dir; Hainan üniversitesi'nden Profes?r Chen Yong, pozitif elektrot malzemesi olarak iki boyutlu akordeon yap?s?n?n Ti 3 C2'sini kullan?yor. S/Ti 2C3 kompoziti elde etmek i?in kükürt ile birle?ti?inde, ilk de?arj spesifik kapasitesi 200 mAh/g ak?mda 1291 mAh/g'ye ula?t? ve ?evrimin tersinir spesifik kapasitesi hala 970 mAh/g idi.
5. 3 ak??l? pil
?in Bilimler Akademisi Dalian Kimya ve Fizik Enstitüsü'nden ara?t?rmac? Zhang Huamin, s?v? pil enerji depolama teknolojisinin ara?t?rma ilerlemesi ve uygulamas? hakk?nda bir rapor verdi ve s?v? pil elektroliti, florür olmayan iyon iletken membran ve yüksek geli?tirme ilerlemesini tan?tt?. ?zel gü? reakt?rü. Ve ara?t?rma sonu?lar? ak?? pil sisteminde. 120 mA/cm2 ak?m yo?unlu?unda 81.2% enerji verimlili?i ile ?arj ve de?arj edilen, 5 MW/10 MWh ak?? olmak üzere büyük ?l?ekli üretime olanak sa?layan 32 kW s?n?f? yüksek gü? yo?unluklu ak??l? bir akü grubu geli?tirdiler. pil Enerji depolama sistemi ?ebekede uyguland?.
6. Sonu?
Lityum iyon piller, süper kapasit?rler ve yak?t hücreleri, piller üzerine yap?lan ara?t?rmalar?n odak noktas? olmaya devam ediyor; sodyum iyon piller, ak?? piller ve lityum kükürt piller gibi di?er piller de geli?mektedir. ?e?itli pil türlerinin mevcut ara?t?rma oda??, daha yüksek kapasite, verimlilik, ?evrim performans? ve güvenlik performans? elde etmek i?in hala elektrot malzemeleri geli?tirmektir.
Tüm kat? elektrolit malzemelerine giri?