-
0
سبد خرید
محصول تعداد 0 (ریال)جمع کل
توسعه باتری های کم هزینه با پتانسیل انرژی بالا
توسعه باتری های کم هزینه با پتانسیل انرژی بالا
توسعه باتری های کم هزینه با پتانسیل انرژی بالا
توسعه باتری های کم هزینه با پتانسیل انرژی بالا یک موضوع جالب برای تحقیق و تولید در آینده است. در حال حاضر، باتری یون- لیتیوم (LIB)، پیشرفته ترین و کاربردی ترین فناوری برای تولید، از باتری های ثانویه در مقیاس کوچک گرفته تا باتری های بزرگ، محسوب می شود. با این حال، هزینه های LIBs به عواملی همچون هزینه مواد اولیه شامل مواد فعال کاتد و آند، جداکننده ها و الکترولیت ها بستگی دارد.
به علاوه، چگالی انرژی کاتد در باتری های یون-لیتیومی از 140 تا 350 میلی آمپر در ساعت با کاتد اکسید و 370 تا بیش از 2000 میلی آمپر در ساعت برای آندها بسته به مواد (به عنوان مثال، گرافیت و سیلیکون)، است که منجر به ظرفیت متفاوت سل های LIB می شود. این مقادیر از 100 تا 250 کیلووات ساعت است که تقاضای انرژی و چگالی زیاد انرژی را نمی تواند پاسخگو باشد.
اگرچه تلاش های چشمگیری در جهت بهبود LIBs جهت تأمین ظرفیت بیشتر برای تأمین انرژی انجام شده است، استراتژی های جایگزینی نیز شامل طراحی و تولید باتری های قابل شارژ جدید با تراکم انرژی کافی برای کاربردهای آینده، ارائه شده است. باتری آلومینیوم – هوا یکی از این موارد است.
باتری های فلز – هوا طی دهه گذشته به دلیل چگالی و ظرفیت بالای انرژی و همچنین هزینه های نسبتاً کم آنها به شدت مورد بررسی قرار گرفته اند. چگالی انرژی در این باتری ها در مقایسه با باتری های فلزی – هوایی می تواند 2 تا 40 برابر بیشتر باشد.
از بین انواع مختلف باتری های فلز-هوا، باتری های هوا با فلزات Li ، Na ، K ، Zn ، Mg ، Fe ، Si و Al مورد مطالعه قرار گرفته اند. به طور کلی، باتری های فلزی – هوا از یک آند فلزی، یک کاتد هوا و یک الکترولیت مناسب تشکیل شده اند و دارای انرژی بالایی هستند.
لیتیوم در محیط های مرطوب، بی ثبات است و به راحتی در جو اکسید می شود. بر همین اساس تولید باتری های قابل شارژ، سخت تر است. از این جهت، فلزات روی (Zn) و آلومینیوم (Al)، از نظر اقتصادی و سازگاری با محیط زیست، نسبتاً ایمن هستند و با میزان فراوان در دسترس هستند. به ویژه، Al می تواند در جهان مدرن به مقدار زیاد بازیافت شود.
علاوه بر این، باتری آلومینیوم هوا دارای ولتاژ نظری بالا (2.7 ولت) و تراکم انرژی (8.1 کیلو وات ساعت در کیلوگرم) هستند که بعد از لیتیوم، در گروه باتری های مختلف فلز- هوا در رتبه دوم قرار دارند.
ساختار اصلی باطری آلومینیوم-هوا به طور کلی از یک آند آلومینیوم، یک کاتد هوا و یک الکترولیت مناسب تشکیل شده است. الکترولیت هایی که برای باتری های آلومینیوم- هوا استفاده می شود محلول های آبی هیدروکسید سدیم (NaOH)، هیدروکسید پتاسیم (KOH) یا کلرید سدیم (NaCl) است که در آنها واکنش های الکتروشیمیایی در الکترولیت های قلیایی در الکترودها را می توان به شرح زیر بیان کرد:
در مورد الکترولیت هایی با pH خنثی مانند کلرید سدیم، واکنش Al به دلیل وجود گونه های مخلوط روی سطح Al کاملاً روشن نیست. این گونه ها معمولاً Al-Al2O3-Al(OH)3-H5AlO4 و سایر گونه های پیچیده هستند.
- برچسب:
- باتری لیتیوم یونی