Пост-литиевые аккумуляторы

Актуальность темы исследования. Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) являются важным типом устройств для хранения энергии, широко применяемым в портативных устройствах, электротранспорте и других приложениях. Однако литий является нераспространенным элементом, неравномерно распределенным в земной коре. Нарастающий спрос на литийсодержащие соединения поднимает вопрос о возможном дефиците литиевых ресурсов в будущем. Помимо лития, ЛИА содержат нераспространенные переходные металлы, такие как медь, никель и кобальт. Особенно острой проблемой является дефицит ресурсов кобальта. Нехватка ресурсов может привести к заметному росту стоимости ЛИА, а также вынужденно ограниченным объемам производства. Добыча переходных металлов является энергозатратной и как правило неблагоприятно сказывается на окружающей среде.

---

Реферат по социологии на заказ в Work5 гарантирует, что работа будет в лучшем виде.

---

Разработка пост-литий-ионных аккумуляторов с катодами на органической основе должна помочь решить обозначенные проблемы ограниченности ресурсов. Цель работы. Литий-ионные аккумуляторы (ЛИА) Задача работы. 1. Изучить аккумуляторную промышленность 2. Проанализировать основные характеристики пост – литейных аккумуляторов. Объект работы. Пост-литиевые аккумуляторы. Предмет работы. Электрохимические источники энергии. Рассматривая данную работы можно подчеркнуть следующие методы иследования: метод прямого механохимически стимулированного твердофазного синтеза композиционного материала LiFePO4/LiТi2(РО4)3 из многокомпонентной смеси; − метод синтеза титаната лития, включающий в себя пластическое деформирование прекурсора и дающий возможность получать нанодисперсную структуру; − влияние способа изготовления и состава твердофазного катода на энергетические характеристики аккумулятора на его основе; − взаимосвязь между электрохимическими и структурными характеристиками положительного электрода; − сопоставление энергетических параметров разработанных твердофазных электродов с существующими аналогами. Структурно, работа состоит из ведения, двух глав, заключения и списка литературы.

Исходя из данной работы подведем следующие итоги. Несмотря на попытки стабилизировать металлический литий, это все еще фундаментальная проблема. Какое-то время назад было предложено заменить этот литий смежными материалами, которые бы обладали большой емкостью и у которых не было бы недостатков, связанных с неравномерным электроосаждением лития и образованием дисперсного осадка. Один из таких материалов кремний. В этом вопросе много проблем, но исследователи научились их решать, пытаясь применить этот материал в литийионной ячейке. По сравнению с обычными алюминиевыми батареями, в которых используются алюминиевый анод и графеновый катод, новое устройство оснащено органическим наноструктурным катодом на основе антрахинона. Пока история с литий-серой — это лабораторная история. На сегодняшний день нет технологии, которая бы позволяла производить серийно литий-серные ячейки, которые были бы безопасны и которые можно было бы вставлять в готовые устройства. Причина заключается в протекании побочных процессов внутри аккумулятора. Вообще, литий-серный аккумулятор — это одна большая проблема на фундаментальном уровне. Сейчас предпринимаются конкретные практические шаги, для того чтобы эти проблемы решить. Ученые утверждают, что, хотя технология хранения энергии на основе алюминия относительно нова, и на рынке пока нет предложений алюминиевых батарей, новое устройство сможет конкурировать с литий-ионными СНЭ или дополнять их в некоторых применениях. По словам исследователей, алюминий в принципе работает лучше, чем литий-ион в качестве носителя заряда, так как он многовалентный, что означает, что каждый ион «компенсирует» несколько электронов. Технология литий-ионных аккумуляторов стала очень важной в последние годы, поскольку батареи этого типа обещают чудесные перспективы в различных отраслях и уже привели к революции в сфере электромобилей. Спрос на литий-ионные аккумуляторы продолжает расти, будущее снижение цен на аккумуляторы будет обусловлено постоянным наращиванием производства, повышением плотности энергии аккумуляторов и прогрессом в коммерциализации передовых литий-ионных технологий. Эксперты ожидают, что глобальные производственные мощности литий-ионных батарей к 2026 году увеличатся в четыре раза и достигнут впечатляющего показателя в 770 ГВт-ч. Отметим, что Li-Ion уже много лет на рынке, и это всё ещё незрелая технология. Она принадлежит к развивающейся области инвестирования и разработок. С одной стороны, это недостаток. Мы получаем незаконченный продукт, который много лет никто не может усовершенствовать и довести до значительного прогресса. С другой стороны, новые литий-ионные технологии разрабатываются постоянно. Может ли это быть преимуществом? Если появляются более совершенные решения, то может, но пока таких по пальцам пересчитать. Любопытно, что преимущества и недостатки литий-ионной батареи встречаются на одном поле игры: - с одной стороны технология используется повсеместно, но она ещё недостаточно развита; - в плюсах она легко приспосабливается под разные устройства, но в минусах опасна при определённых условиях эксплуатации; - нет саморазряда и каких-то сложностей в применении, но стареет даже если не используется; - защищена со всех сторон и в принципе безопасна, но запрещена к перевозке авиатранспортом. Так сложилось, что сейчас производители смартфонов, ноутбуков, электромобилей и других устройств, где применяется Li-Ion научились использовать преимущества технологии. Они максимально избавляются от её недостатков и стремятся повлиять на ограничения.

1. Андреев И.Н. // Электрохимические устройства - ХИТ.// Казань: Изд-во КГТУ, 1999. - 84с. №1 2. Афанасьев К. // Топливные элементы - батарейки будущего. Радиолюбитель. - 2005. - 26-29c. №2 3. Багоцкий В.С. Скундин А.М. // ХИТ . - М.: Энергоатомиздат, 1981. - 360с. №3 4. Владимир В.И. // Литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы // Издательство IXBT, 2001 г.- 13 с. №4 5. Курзуков Н.И. Ягнятинсий В.М. // Аккумуляторные батареи. Краткий справочник. - М.: За рулем, 2006. - 88с. №5 6. Пуцылов, И. А. // Перспективные электродные материалы литиевых источников тока // Издательство «Компания Спутник+». – 2015. – 88 с. №6 7. Эрдей-Груз // Химические источники электроэнергии. - М.: Мир, 1974. - 304с. №7 8. Аккумуляторы и их добавочная стоимость [Электронный ресурс]. // Коммерсант / Режим доступа: https://www.kommersant.ru/doc/4292021 / (дата обращения 23.04.2023) №8