Оскільки такі питання, як запаси літієвих ресурсів, безпека акумуляторів і екологічність, все частіше стають предметом дискусій, галузь приділяє все більше уваги застосуванню зберігання відновлюваної енергії. Останніми роками відбулося багато нових проривів у нових технологіях акумуляторів на заміну літієвим.
</img
1. Недоліки літієвих батарей
- Безпека
Літій є високореактивним і легкозаймистим металом, тому літієві батареї потрібно зберігати при відповідній температурі і в умовах, що не допускають перезарядки або короткого замикання, інакше це може викликати ланцюгові реакції, такі як тепловий розряд, або навіть загоряння або вибух.
- Дефіцит
Літій є ключовим компонентом літієвих батарей, але ресурси літію на Землі обмежені. Майбутні акумулятори енергії не повинні надто покладатися на літієві ресурси або нові акумуляторні технології для заміни літію.
- Сталий розвиток
Літієві батареї вимагають екологічно шкідливих операцій з видобутку таких металів, як літій, кобальт і нікель, а забруднення водорозчинними іонами важких металів свинцю неможливо уникнути.
І в даний час 70% світових ресурсів літію розподіляється в Південній Америці, а 80% літієвих ресурсів моєї країни покладаються на імпорт, такий як літієва батарея ups.
У майбутньому літієвим батареям буде складно задовольнити потреби двох основних галузей - електромобілів та мережевого зберігання енергії - за допомогою нових технологій акумуляторів, які замінять літій.
- Довговічність
Ефективність літієвих батарей з часом погіршується. Різні хімічні та фізичні навантаження зменшують кількість іонів літію в акумуляторі та його здатність утримувати заряд у нових технологіях акумуляторів, що приходять на зміну літію.
2. Нова технологія акумуляторів на заміну літієвим
- Водно-іонний цинковий акумулятор:
Цинк-іонні акумулятори - це нова акумуляторна технологія, яка замінює літієві про водні акумулятори, розроблені в останні роки. У порівнянні зі звичайними літієвими батареями, водні цинк-іонні батареї мають переваги високої щільності енергії в порівнянні з щільність енергії літієвої батареїЗавдяки ефективному та безпечному процесу розряду, простим матеріалам батареї та простому процесу підготовки, вони є кращими за літієві хімічні батареї.
Властивості більш стабільні, а ціновий тиск на сировину нижчий. Він має високу прикладну цінність і перспективи розвитку в галузі акумуляторних батарей, тривале зберігання енергіїспоживча електроніка, гнучка електроніка, що носиться, великомасштабні накопичувачі енергії тощо. Наприклад, зберігання фотоелектричної енергії, виробленої на великих площах, вимагає низької ціни та високої безпеки, і водно-цинк-іонні акумулятори є гарним вибором.
- Натрієво-іонна батарея:
Натрій і літій належать до однієї і тієї ж нової технології акумуляторів, що прийшла на зміну літію, і обидва демонструють схожу електрохімічну поведінку заряду і розряду в режимі "крісло-гойдалка" при роботі акумулятора. Запаси натрію набагато більші, ніж літію.
Сіль в океані можна використовувати для вилучення натрію, що може знизити собівартість виробництва акумуляторів. Водночас електрохімічні характеристики натрій-іонних акумуляторів відносно стабільні, їх легко пасивувати і деактивувати під час теплового розряду, а експериментальні показники безпеки - це нова технологія акумуляторів для заміни літієвих, краща за літій-іонні акумулятори.
- Літій-сірчана батарея:
Літій-іонні батареї використовують кобальт у своїх анодах, але кобальт важкодоступний. Літій-сірчані (Li-S) батареї можуть вирішити цю проблему, використовуючи сірку як катодний матеріал. Окрім заміни кобальту, літій-сірчані батареї мають ряд переваг, а саме: вищу щільність енергії та нижчу собівартість виробництва.
Найбільшою проблемою сучасних літій-сірчаних батарей є їхня швидка деградація. Тому, хоча літій-сірчані батареї використовуються в сонячній енергетиці та авіації, необхідні подальші дослідження, щоб зробити цю технологію придатною для повсякденних електронних продуктів.
- Твердотільний акумулятор:
Твердотільні батареї використовують тверді неорганічні електроліти і можуть витримувати суворі умови навколишнього середовища та різкі перепади температур, що є характерним для нової технології акумуляторів, яка прийшла на зміну літієвим. Крім того, що твердотільні батареї мають менший ризик займання, вони можуть утримувати більше енергії, ніж літієві. Вища провідність твердих електролітів також призводить до скорочення часу заряджання, а це означає, що пристрої, які використовують цю технологію, мають більшу ємність і швидкість заряджання.
- Водневий паливний елемент:
Хоча водневі паливні елементи не зовсім схожі на літієві батареї, що перезаряджаються, вони стали популярною альтернативою для постачання екологічно чистої енергії. Принцип полягає у поєднанні накопиченого водню з киснем повітря для виробництва електроенергії та водяної пари.
Побічні продукти реакції є повністю екологічно чистими. Однак водневі паливні елементи мають і певні недоліки. Наприклад, для застосування в автомобільній промисловості необхідно створити мережу водневих заправних станцій, а будівництво водневих паливних елементів також є досить дорогим. Наразі існує не так багато регіонів з інфраструктурою для забезпечення паливом водневих баків. Ось більше інформації про балконна система зберігання сонячної енергії.
- Водно-магнієвий акумулятор:
Намагаючись зменшити небезпеку та шкідливість акумуляторних батарей, деякі дослідники запропонували використовувати іони магнію як носії заряду. Перевагами є велика кількість магнію та вищий іонний заряд, ніж у літію, в нових технологіях акумуляторів, які замінять літій. Це означає, що з батареї того ж розміру можна отримати більшу щільність енергії. Водні електроліти (вода) також можуть використовуватися замість легкозаймистих органічних рідин.
Незважаючи на свою перспективність, водно-магнієві акумулятори все ще перебувають на ранніх стадіях досліджень. Ця технологія стикається з кількома обмеженнями, які заважають їй швидко стати заміною літій-іонним акумуляторам.
Наприклад, існуючі катодні матеріали, придатні для літію, не можна використовувати для магнію. Використання водного електроліту обмежує максимальну напругу акумулятора, оскільки вода руйнується при високій напрузі.
+86 - 18925002618
