باتری لیتیوم سولفور

plasmanu نوشت:...
در حال حاضر من در حال ساخت مجدد یک باتری ماترا برای اسکوتر برقی e-mo خود هستم که دارای سلولهای منشوری با باتری های یون لیتیوم است. ...

تمرکز بر روی باتری لیتیوم گوگردی NexTech با تکنو ، که نمونه های اولیه خودرو را تا پایان سال 2021 هدف قرار می دهد

ALINE NIPPERT منتشر شده در 16/02/2021

جانشین بالقوه فناوری باتری لیتیوم یون ، لیتیوم گوگرد در حال پیشرفت است. استارتاپ آمریکایی NexTech قصد دارد نمونه های اولیه ای را برای خودروهای الکتریکی امسال تولید کند. بیل برگر ، مدیر عامل آن ، و فابیو آلبانو ، مدیر فنی آن ، برای صنعت و فن آوری مشخصات فنی خود را توضیح می دهند.

آیا باتری های لیتیوم - گوگرد ، خودروهای برقی فردا را تأمین می کنند؟ این هدف استارت آپ آمریکایی NexTech است که در سال 2016 پس از پانزده سال پیشرفت در دانشگاه کالیفرنیا ، برکلی تاسیس شد. فابیو آلبانو ، مدیر CTO از NexTech ، می گوید: "ما قصد داریم نمونه های اولیه ماژول های خود را برای بخش خودرو تولید كنیم." ما معتقدیم که اولین باتری های ما در حدود سال های 2025-2027 در جاده ها قرار دارند. "

فناوری گوگرد لیتیوم یک رقیب جدی برای جانشینی یون لیتیوم ، به ویژه در هواپیما است. با کاتد گوگرد و آند لیتیوم فلزی ، از لحاظ نظری قادر به ذخیره 5 تا 7 برابر بیشتر از یک باتری لیتیوم یون با جرم مشابه است. یعنی بیش از 1000 وات ساعت در هر کیلو. با این حال ، دشواری های بسیاری حتی قبل از نزدیک شدن به این مقدار باقی مانده است. و این برای دستیابی به عمر مفید کافی برای کاربردهای تجاری باقی مانده است.

کاتدهای گوگرد-گرافن
در حال حاضر ، نمونه های اولیه تولید شده توسط NexTech ، از طریق خط آزمایشی خود ، به انرژی خاصی در حدود 400 Wh / kg رسیده اند. بیل برگر ، مدیر عامل NexTech گفت: "در این مرحله ، فناوری ما سه برابر کارآمدتر از یون لیتیوم است."

اولین مانعی که شرکت تازه تأسیس باید بر آن غلبه کند ، در طبیعت غیر رسانای الکتریکی گوگرد است. "آلفانو" را مطرح می کند و می گوید: "گوگرد عبور الکترون را کند می کند ، این برای باتری مشکل ساز است ..." برای غلبه بر این مشکل ، NexTech نوع جدیدی از کاتد را به ثبت رسانده است: "ما یک کامپوزیت جدید اختراع کرده ایم که ترکیبی از گرافن - بسیار رسانا - با گوگرد است" ، متخصص را مجذوب می کند که ایجاد "اتحاد استراتژیک" با شرکت متخصص در گرافن Directa Plus برای تولید کاتد. به لطف این نوآوری ، شاخه جوان ادعا می کند که می تواند نمونه های اولیه خود را فقط در 15 دقیقه بارگیری کند.

الکترولیتی که باعث کاهش تشکیل دندریت ها و انحلال پلی سولفیدها می شود
NexTech همچنین روی دو مورد مهم دیگر از معادن لیتیوم - گوگرد کار کرده است: تشکیل رشد لیتیوم به نام دندریت ها بر روی آند فلز لیتیوم - خطر اتصال کوتاه - و انحلال در الکترولیت چند سولفید خاص که در اثر واکنش الکتروشیمیایی ایجاد شده است - که منجر به از بین رفتن گوگرد فعال در کاتد و در نتیجه ظرفیت ذخیره سازی می شود.

این شرکت نوپا ادعا می کند که فرایندهای ثبت اختراعی دارد که این دو پدیده را کاهش می دهد و باعث کاهش طول عمر باتری می شوند. فابیو آلبانو توضیح می دهد: "فرمولاسیون الکترولیت یکی از فعال ترین مناطق تحقیقاتی NexTech است." با تشکر از الکترولیت ، دیگر شاهد ظهور دندریت ها نیستیم و نتایج خوبی در مورد مسئله پلی سولفیدها بدست می آوریم. "

دو مدیر NexTech به توانایی خود در دستیابی به اهداف بخش خودرو اطمینان دارند. آلبانو می گوید: "من فکر نمی کنم این مسئله تا حد زیادی مشکل باشد زیرا تراکم انرژی باتری ما که از لیتیوم یون بیشتر است ، مسافت پیموده شده وسیله نقلیه را افزایش می دهد." به طور خلاصه ، فکر می کنم عمر باتری ما برابر با عمر یک ماشین یا یک کامیون باشد. "

هدف: 500 وات بر کیلوگرم تا پایان سال 2021
برای ورود به بازار خودرو ، گام بعدی NexTech بهبود چگالی انرژی ماژول آنها است. آلبانو می گوید: "هدف ما این است كه تا پایان سال به 500 وات بر كیلوگرم برسیم." بیل برگر ادامه می دهد: "برای این کار ، ما پروژه های تحقیق و توسعه در زمینه تعامل بین گوگرد و گرافن داریم تا کاتد را حتی بیشتر کارآمد کنیم."

کاهش وزن سلول ها اهرم دومی است که NexTech می خواهد با آن بازی کند تا به عملکرد مورد نیاز در بخش خودرو برسد. "فویل آلومینیوم و الکترولیت" وزن مرده "هستند ، به این معنی که انرژی تولید نمی کنند ، CTO را توصیف می کند. بنابراین ما در تلاشیم وزن این اجزا را به حداقل برسانیم. ”وی با بیان اینکه تا حدودی با شرکت فرانسوی Armour در این زمینه کار می کنیم می گوید.

NexTech علاوه بر حمل و نقل ، با وزارت دفاع ایالات متحده در تماس است. بیل برگر می گوید: "سازمان های نظامی از چندین کشور علاقه مند به همکاری با ما هستند ، به عنوان مثال برای برنامه های فضایی یا هوانوردی."