在12分鐘內從0到100-鋰的路線圖 – SALFUR電池

喝咖啡，您的汽車被完全充電 – 這是有多少人建議出行的未來。但是今天的電池仍然與這個理想不符。雖然現代鋰離子電池在大約20-30分鐘內可以從20％到80％充電，但充分充電的時間更長，並且快速充電為電池帶來了明顯的電壓。

國際評論的新研究 出版 在雜誌中 先進的能源材料 現在顯示鋰 – 薩爾富電池（LSB）如何克服這些限制。

來自德國，印度和台灣的研究人員，由Kile University（CAU）研究小組的Mozaffar Abdollahifar博士結合在一起，已系統地分析了數百種最近的數百種，並揭示了可以使LSB穩定地工作，即使有高度指示器也可以有效地工作。他們的目標：在12分鐘內充電時間少於30分鐘 – 具有更高的能量密度和擴大的駕駛範圍。

鋰-Salfur電池：範圍更大，快速鍛煉

LSB被認為是普通鋰離子電池的有前途的繼任者。鋰離子電池將儲存並釋放在固體電極材料中的鋰離子，而LSB則基於形成新化合物的化學反應。他們使用金屬lithuanian陽極與硫的陰極結合使用，從理論上講，該陽極的能量密度為每公斤每公斤2600 W的能量密度比普通系統多10倍。這可以使電動汽車通過一次充電的距離顯著更長。

另一個優點：硫磺是廉價，廣泛獲取，環保和無毒的強烈經濟論據，可以將硫酸化為陰極材料。

LSB技術的技術問題

然而，仍然存在廣泛使用的技術障礙。當然是電絕緣子，應與導電添加劑結合使用 – 增加電池的重量。在充電和放電過程中，陰極還增加了體積膨脹的80％，這可能會影響電池的機械穩定性和使用壽命。

另一個問題是“穿梭效應”：在放電期間，可溶性鋰多硫化物形成並遷移到陽極中，它們會引起不良反應 – 對效率和穩定性產生負面影響。領先的作者雅各布·奧特曼（Jacob Otemann）解釋說：“此外，被稱為樹突的針結構可以在鋰 – 米塔拉（Lithium-Metalla）上生長，這可能會導致短路，在最壞的情況下是火災。”

高安全性快速充電策略

該研究以特別快速的充電時間（即少於30分鐘）和高硫負荷進行了特別快速的充電時間（從2C起）專門分析工作 – 兩者對於實際使用都很重要。關鍵策略包括：

• 陰極設計：碳結構，例如納米管，石墨烯或活性炭，改善離子的轉移和使用硫的使用 – 即使材料上的高負載也是如此。 Tarful和合金碳有助於減少航天飛機的影響。
• 催化材料：金屬氧化物，半元激素或單坦克催化劑加速硫反應，並軟化班車的作用。
• 優化的分離器：分離劑的功能層捕獲多硫化物，並有助於離子的快速轉移。
• 新的電解質系統：高度濃縮和固體電解質以及特定的添加劑，提高電導率，與鋰金屬的兼容性並抑制側反應。
• 穩定的陽極：保護層，例如3D-靜置的結構和人造界面，可以防止樹突的形成。
• 硫的新形式：單斜γ-硫允許直接固態反應，從而消除了航天飛機的消除作用。
• 使用人工智能的材料開發：AI方法可以加速材料的檢測，預測電池的性能，並有助於開發更有效，更安全的充電過程。

LSB作為未來的關鍵技術

“我們的分析表明，在不到30分鐘的時間內，即使在不到15分鐘的情況下，快速充電 – 也是現實的，並且保留了力量，” Abollahifar說。 “目前的原型以實際充電速度達到約2 mAh的有希望的值。但是，為了真正超過現有的鋰離子電池，需要進一步增加材料的負載和性能。”

該研究結合了材料科學，電化學，納米技術和電池工程學，成為快速充電電池的集成方法。它引入了一種新方法，該方法是開發強大，長期和安全LSB的指南。通過明確的標準和系統的方法，該研究為在移動性和能源存儲應用中實施快速LSB充電提供了實用的路線圖。