ایک لتیم سلفر بیٹری کیا ہے ؟

لتیم آئن بیٹریاں (LiCo02) واحد برقیہ دینٹیرکالاشن ہیں ، جبکہ لتیم سلفر بیٹریاں 8-برقیہ ریڈکس ہیں ، لہذا لتیم سلفر بیٹریاں اصول ہیں کہ وہ 7-8 بار لتیم آئن بیٹریاں کی صلاحیت رکھتے ہیں. اگرچہ پالیمر لتیم بیٹریاں بڑے پیمانے پر 3C مصنوعات میں استعمال کیا گیا ہے, محدود توانائی کی کثافت کی وجہ سے, کہ محدود بیٹری کی زندگی, وہ اکثر چارج کیا جائے کرنے کی ضرورت ہے, جو ایک مصیبت کی بات ہے. سب سے زیادہ بدیہی احساس یہ ہے کہ سمارٹ فون کو تبدیل کرنے کے بعد ، ہر ایک روزانہ چارج کر رہا ہے ، اور یہاں تک کہ چارج شدہ خزانہ ریاست نہیں چھوڑ رہا ہے. آج کے معاشرے کو کم قیمت کے ساتھ لتیم آئن بیٹری کی ایک نئی قسم کی ضرورت ہے ، کوئی آلودگی ، مستحکم کارکردگی ، بڑے مخصوص صلاحیت ، اور اعلی توانائی کی کثافت طویل بیٹری کی زندگی اور تیزی سے چارج کی رفتار کی ضروریات کو پورا کرنے کے لئے.

لتیم سلفر بیٹری کی ترقی کی تاریخ: لتیم آئن بیٹریاں 30 سال سے زیادہ کی تاریخ ہے ، اور لتیم سلفر بیٹریاں چھوٹے ہیں. میں 1962, ہیشرط اور Ulam سب سے پہلے ایک کیتھڈو مواد اور الیکٹرولائٹ کے طور پر alkaline پرچلوراٹی کے طور سلفر کے استعمال کی تجویز دی.

ابتدائی لتیم سلفر نظام ایک بنیادی بیٹری کے طور پر مطالعہ کیا گیا تھا اور یہاں تک کہ تجارتی ایک وقت کے لئے ، لیکن بعد میں اس کی جگہ لے لی بیٹریاں اور ہولڈ پر ڈال دیا گیا تھا. 2009 میں ، لنڈا ایف کی طرف سے فطرت کے مواد پر ایک لتیم سلفر ثانوی کی بیٹری کی تجویز کی ، اور استعمال کیا م-3 1320mAh/g کی ایک اعلی مخصوص صلاحیت حاصل کرنے کے لئے. اس کے بعد سے ، لتیم سلفر بیٹریاں واقعی ترقی میں ایک باب کھول دیا ہے.

لتیم سلفر بیٹری کا اصول: لتیم سلفر کی بیٹری کی مثبت الیکٹروڈ سلفر یا سلفر پر مشتمل مواد ہے ، اور منفی الیکٹروڈ لتیم ہے. اوسط وولٹیج 2.1 V ہے. اصول میں, لتیم سلفر نظام (لی-S) 1672mAh/g اور 2600Wh/کلوگرام کی ایک توانائی کثافت کی ایک مخصوص صلاحیت ہے. یہ مثبت الیکٹروڈ کے طور پر LiCo02 کے ساتھ ایک روایتی تجارتی لتیم آئن بیٹری ہے (نظریاتی مخصوص صلاحیت 273.8 mAh/g, توانائی کی کثافت 360Wh/کلوگرام) کے بارے میں 7 اوقات. عام لتیم آئن بیٹریاں کے ساتھ مقابلے میں ، لتیم سلفر بیٹریاں کے ڈسچارج کی نوعیت سادہ لتیم آئن دینٹیرکالاشن نہیں ہے ، لیکن ایک ریڈکس عمل انٹرمیڈیٹ کی مصنوعات کی ایک بڑی تعداد کے ساتھ. لتیم سلفر پانى بیٹری کے پانى عمل کے دوران, عنصری سلفر دوری S8 کی انگوٹی کھولنے سے لی کے ساتھ جواب دیتا ہے, اور طویل عرصے سے Li2S8 سے مختصر چین کے Li2S سے تبادلوں کو دو واضح پانى پلیٹ فارم کے ساتھ ہے ، اعلی ممکنہ پانى پلیٹ فارم ہے 2.35 V —-2.1 V ، اس عمل کو S8 کی ایک بڑی رقم سمجھا جا سکتا ہے S42-تبادلوں ، اور کم ممکنہ پانى 2.1 V-1.7 V ، یہ عمل S42 میں S22 اور S2 میں ایک بڑی رقم ہے. دوسری طرف ، مختلف تبادلوں کی ڈگری بھی مختلف کاپاکاتنکاس کے مطابق ہے.

اخراج رد عمل مساوات مندرجہ ذیل ہے:

مثبت الیکٹروڈ: S8 + 16Li + e-→ 8Li2S

منفی الیکٹروڈ: Li → Li + + e-

کل ردعمل: 2Li + nS → Li2Sn → Li2S

عام لتیم آئن بیٹریاں واحد برقیہ دینٹیرکالاشن ہیں ، اور لتیم سلفر بیٹریاں 8-برقیہ ریڈکس ہیں ، لہذا ان کے پاس 7-8 بار نظریاتی صلاحیت اور توانائی کی کثافت ہے. روایتی لتیم آئن بیٹریاں کی طرح ، لتیم سلفر بیٹریاں ایک مثبت الیکٹروڈ ، ایک منفی الیکٹروڈ ، علیحدگی ، ایک الیکٹرولائٹ اور علیحدگی پسند پر مشتمل ہوتے ہیں. لہذا ، لتیم سلفر بیٹریاں روایتی لتیم آئن بیٹریاں کا سب سے زیادہ وعدہ متبادل تصور کیا جاتا ہے اور توانائی کے اسٹوریج کے سامان کی نئی نسل کے لئے ایک نیا توانائی کا ذریعہ بن جاتا ہے.

سلفر کیتھڈو مواد لتیم سلفر بیٹریاں کی ترقی اور درخواست کو محدود کرنے کے ایک اہم عنصر ہیں ، لہذا ہم سلفر کی طرف سے توجہ مرکوز کرتے ہیں. فی الحال ، لتیم سلفر کے نظام کے سلفر کیتھڈو بھی حل کرنے کے لئے کئی مسائل ہیں: شٹل اثر ، غریب چالکتا ، اور حجم توسیع.

1. پولیسلفاڈیس ڈسچارج عمل کے دوران تحلیل (Li2Sx, 3 < x="">< 8),="" ایک="" پیچیدہ="" داسپروپورشناشن="" رد="" عمل="" اور="" ایک="" "شٹل="" اثر"="" کے="" نتیجے="" میں,="" خود="" اخراج="" کی="" ایک="" بڑی="" رقم="" کی="" وجہ="" سے,="" قانون="" کولمب="" کی="" کارکردگی="" اور="" سائیکل="" کی="" کارکردگی="" کو="" کم="" کرنے,="" اور="" ناقابل="" واپسی="" کی="" صلاحیت="" کی="" کمی="" کا="" باعث="">

2. عنصری سلفر اور پانى مصنوعات لتیم سلفائڈ کم ہے, S کی چالکتا (5 × 10-30S/سینٹی میٹر, 25 ° c), چالکتا/Li2S کے Li2S2 (~ 10-30S/سینٹی میٹر), چالکتا کے بارے میں صرف سلفر کے استعمال کے نتیجے میں 50-70%.

3. توتھوہامک α-S کی طرف سے تبدیلی (ρ1 = 2.03 g/cm3) معکوس Li2S ساخت کے ساتھ فلووراٹی کرنے کے لئے (ρ2 = 500 g/cm3) بڑی حجم توسیع ہے, الیکٹروڈ ساخت کو خارج کر دیتا ہے, اور سائیکل استحکام پر اثر انداز.