ВАША КОРЗИНА ПУСТА
https://www.electra.com.ua/components/com_jshopping/files/img_products грн /cart/delete.html /product/view.html Ваша корзина пуста. Показать/скрыть подробности Параметры ⇓ Товар добавлен в корзину Товаров ВАША КОРЗИНА ПУСТА Товаров в корзине на сумму Удалить

Shapka Electra 23

Литий-воздушные аккумуляторы

Опубликовано в Аккумуляторы Просмотров: 4981

Litij-vozdushnye akkumuljatory У литий-ионных аккумуляторов появились достойные конкуренты. Компания FM Lab с исследовательским центром в России занялась выпуском литий-воздушных аккумуляторов. Источники энергии такого состава уже довольно давно витали в воображении ученых, так как литий является наиболее сильным восстановителем, а кислород – бесплатным окислителем.

Работы над технологией литий-воздушных аккумуляторов, преимущества использования которых в современных электрических транспортных средствах более чем очевидны, была первоначально организована исследователями факультета наук МГУ. Как отмечает Александ Скундин - доктор химических наук и заведующий лабораторией «Процессы в химических источниках тока» Института физической химии и электрохимии им. A.Н. Фрумкина РАН, - соотношение между энергоемкостью, весом и ценой литий-ионных батарей весьма своеобразно. Наиболее совершенные литий-ионные батареи способны запасать 180-190 Вт-ч на килограмм веса. Аккумуляторы, для которых характерен запас энергии в значительно больших объемах, стоят немалых денег, к примеру, при расчете в 1 кВт-час энергии батареи будут стоить более чем 1000 долларов. Литий-воздушные же аккумуляторы избавлены вышеуказанных несоответствий между их работоспособностью и ценой. Им свойственна возможность аккумулирования большего количества энергии при малом весе и низкой стоимости. Cовременные прототипы литий-воздушных аккумуляторов могут запасать до 1кВт-ч энергии на 1 килограмм веса, но такого рода возможности не предельны – в ближайшее время планируют выпустить аккумуляторные батареи, энергетические возможности которых составят 1 кВт-ч на 1 килограмм.

Вначале аноды литий-ионных аккумуляторных батарей производили исключительно из одного только лития, однако батареи такого типа были небезопасны в эксплуатации. При зарядном процессе литий откладывался в виде дендритов, которые постепенно могли разрастаться, проникая через электролит до катода. Последний процесс приводил к короткому замыканию и возгоранию электролита.

В 1990-х гг. японская компания «Sony» рискнула заменить чистый литий в аккумуляторах на графит богатый литием. Графит сдерживает рост дендритов в результате интенсивного оседания лития. Однако, несмотря на то, что безопасность литиевых энергетических источников значительно возросла, их емкость упала. Именно с целью повышения емкости литиевых аккумуляторов компания FM Lab начала свои разработки. Технология литий-воздушных аккумуляторов позволила использовать чистый литий, решив проблему его оседания при зарядке благодаря применению нового электролитического материала.

Проблему сложности совмещения работы воздушного электролита и лития удалось решить разделением каждого из аккумуляторов на две независимые камеры. В одной из них сосредоточили литиевый анод, другую же использовали в качестве резервуара для накапливания воздуха. Вместо органической жидкости и, соответственно, электролита, инженеры FM Lab использовали плотную твердую пластину. В первых экспериментальных экземплярах литий-воздушных аккумуляторов применяли стеклокерамические пластины (Li-Al-Ge-P-O) толщиной не более 100 мм. Фактор толщины пластины играл немаловажную роль, так как в случае нарушения вышеуказанных параметров ионы лития оседали бы в пластине, не доходя до катода. С целью удешевления производства литий-воздушных батарей со временем внутренние пластины заменили полимер-керамическими, хорошо проводящими твердые газоплотные смеси.

Litij-vozdushnye akkumuljatory -1

В качестве катодного материала в литий-воздушном аккумуляторе используется углеродная губка – пористая воздухопроводящая структура. В результате притягивания электронов лития кислородом и вбирания его сквозь электролит образуется твердый осадок, который распадается при зарядном процессе – электроны начинают двигаться в обратном направлении, чистый кислород без вредных примесей возвращается в окружающую среду, а ионы лития вновь мигрируют в пластинчатый электролит.

Для того, чтобы кислород поступал в аккумуляторы без посторонних элементов, его подают из баллонов, предварительно очистив через специальные системы фильтрации.

Непосредственная эксплуатация литий-воздушных аккумуляторов в электрических транспортных средствах предполагает обдувку катода воздухом, приходящим через воздухофильтры, с целью обеспечения его очистки и охлаждения.

sergey-volter

Следите за нами