Ist die Batterielebensdauer zehn Jahre lang stabil?

Elektrofahrzeuge sind in diesen Tagen regelmäßig in den Nachrichten, vor allem weil die Luftqualität zu einem heißen Thema geworden ist. Fahrzeuge mit herkömmlichem Kraftstoff sind eine der Hauptquellen der Umweltverschmutzung, daher versuchen Regierungen auf der ganzen Welt, energisch zu fördern Elektrofahrzeuge.

Als Energiequelle für ElektrofahrzeugeDie Batterietechnologie war schon immer einer der Schlüsselfaktoren für die Popularität von Elektrofahrzeugen, und Lithiumbatterien gelten derzeit als eine der vielversprechendsten Batterien der nächsten Generation. Werfen wir einen Blick auf die Arten von Lithiumbatterien derzeit auf dem Mainstream-Markt:

Die ternäre Lithiumbatterie hat eine hohe Energiedichte und eine kurze Ladezeit. Ihr Lade- und Entladezyklus beträgt etwa 1000 Mal und die theoretische Lebensdauer beträgt 4 Jahre.

Der Lithium-Eisenphosphat-Batterie hat eine längere Lebensdauer, die Anzahl der Lade- und Entladezyklen beträgt etwa 2000 und die theoretische Lebensdauer beträgt etwa 5 Jahre.

Die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen hat zu einer rasanten Entwicklung von Batterie Technologie. Wie verbessert man das Leben von Lithiumbatterien ist für Automobilhersteller und Wissenschaftler in verschiedenen Ländern zu einem Anliegen und Problem geworden, das gelöst werden muss.

Als globale Elektrofahrzeug Die Verkäufe haben sich verdoppelt, die Preise für Batteriematerialien wie Lithium, Nickel, Mangan und Kobalt sind in die Höhe geschossen und die Lieferketten für diese Rohstoffe sind durch die Pandemie unhaltbar geworden. Um die Batterie nicht nur leistungsfähiger zu machen als die aktuelle Batterie für Elektrofahrzeuge Aber auch die niedrigen Kosten bei der Herstellung der Materialien haben Wissenschaftler dazu veranlasst, ihre Aufmerksamkeit auf den allgegenwärtigen und billigeren Schwefel zu richten. Aufgrund seines natürlichen Vorkommens und seiner chemischen Struktur kann Schwefel mehr Energie speichern.

Ein Forscherteam der Drexel University veröffentlichte kürzlich eine Studie in der Zeitschrift Communications Chemistry: Sie haben eine Kohlenstoffnanofaser-Kathode entwickelt, um Schwefel stabil in Lithium-Ionen-Batterien– und die Ergebnisse sind erstaunlich!

Karbonatelektrolyte sind die Energieübertragungsflüssigkeiten, die in kommerziellen Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden, und die Herausforderung für Lithiumbatterien Bei der Einbindung von Schwefel in Karbonatelektrolyte handelt es sich um die irreversible Wechselwirkung von Schwefelzwischenprodukten, den sogenannten Polysulfiden, mit dem Karbonatelektrolyten. Aufgrund dieser unerwünschten Reaktion führten frühere Versuche, Schwefelkathoden in Batterien mit Karbonatelektrolytlösungen zu verwenden, zu nahezu unmöglichen und vollständigen Batterie Ausfall nach nur einem Zyklus.

Um die Bildung von Polysulfiden zu verhindern und unerwünschte Reaktionen zu vermeiden, entwickelte das Team eine Kohlenstoffnanofaser-Kathode, die versucht, mithilfe von Dampfabscheidungstechniken Schwefel im Kohlenstoffnanofaser-Kathodensubstrat einzuschließen und den Äther zu verlangsamen, indem die Bewegung von Zwischenpolysulfiden verringert wird. Shuttle-Effekt in Lithium-auf Schwefelbasis Batterien.

Nach über einem Jahr Testzeit hat sich die Leistung der Batterie auch nach 4.000 Lade-Entlade-Zyklen nicht verschlechtert, was 10 Jahren normaler Nutzung entspricht. Und wie vorhergesagt hat die Batterie mehr als die dreifache Kapazität einer Lithium-Ionen-Akku.

„Als wir mit den Tests begannen, funktionierte es wunderbar – etwas, das wir nicht erwartet hatten. Wir vermuteten, dass die Schwefelkathode die Reaktion stoppen würde, aber sie funktionierte tatsächlich sehr gut und verursachte kein Pendeln“, sagte Chief Kalra.

Diese Forschung hat die Lebensdauer erheblich verbessert Batterien für Elektrofahrzeuge. Früher musste die Batterie alle drei bis vier Jahre ausgetauscht werden, heute kann sie alle zehn Jahre ausgetauscht werden, was die Kosten für die Nutzung von Elektrofahrzeugen erheblich senkt! Die Batterien der Zukunft werden immer günstiger.