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la combinación perfecta de electrólito sólido y ánodo de metal de litio líquido

2018-07-03 14:29:17


ayer, el equipo wuhui de la universidad tsinghua y el equipo cui wei de stanford university publicaron el resultado de la investigación "una batería de litio fundido a base de electrolito sólido de granate de temperatura intermedia para el almacenamiento de energía de la red" en la revista internacional natureenergy. la batería líquida de metal de litio recientemente desarrollada, basada en electrolito sólido, puede operar a temperaturas tan bajas como 240 ° c, ¡que es 200 ° c más baja que la temperatura de funcionamiento de los dispositivos de almacenamiento de energía de la red inteligente existente!


La electricidad limpia, como la energía solar y la energía eólica, se han desarrollado rápidamente en los últimos años, pero la estabilidad aún debe mejorarse. además, la distribución global actual de los recursos de poder es muy desigual. si queremos deshacernos de los combustibles fósiles, debemos agregar enlaces clave de almacenamiento de energía al sistema de energía existente, para poder redistribuir la energía de manera más racional en el espacio y el tiempo, a la vez que satisface alta capacidad, alta seguridad, bajo costo, etc. sin embargo, el sistema de batería de red inteligente existente necesita superar los problemas de costo y vida de almacenamiento de energía, a fin de cumplir con los requisitos de la aplicación de almacenamiento de energía. El sistema de batería líquida de litio metálico tiene un bajo costo de almacenamiento de energía y una larga vida útil, y tiene amplias perspectivas de aplicación en el campo del almacenamiento de energía distribuida de tamaño pequeño y mediano, pero generalmente tiene los siguientes dos problemas: 1) debido a la alta fusión punto de metal de litio, la temperatura de funcionamiento de la batería es generalmente superior a 450 ° c, lo que hace que los costos de operación sean elevados; 2) la disolución del litio en la sal fundida conduce a la autodescarga y a una menor eficiencia culombáltica.


para resolver estos problemas, los investigadores ensamblaron dos baterías modelo li || llzto || sn-pb y li || llzto || bi-pb con metal de litio fundido como electrodo negativo, sn-pb fundido o aleación bi-pb como el electrodo positivo, y li6.4la3zr1.4ta0.6o12 (llzto) de tipo granate tubo de cerámica de electrolito. el electrolito encapsula el metal de litio fundido en una forma tubular para conducir la conducción de iones de litio mientras se aísla el electrodo de metal líquido. al mismo tiempo, se forma una interfaz líquido-sólido en el sistema de batería en lugar de la interfaz líquido-líquido, que reduce en gran medida la impedancia de la interfaz.



los estudios han demostrado que las baterías ensambladas li || llzto || sn-pb y li || llzto || bi-pb pueden ciclarse establemente durante aproximadamente un mes a una densidad de corriente de 50 ~ 100 macm-2 y 240 ° c, y muestran una excelente capacidad de potencia y eficiencia coulombiana. La batería de metal de litio líquido de electrólito de estado sólido de alta capacidad, alta seguridad y bajo costo brinda una nueva iluminación para el desarrollo posterior de los sistemas de almacenamiento de energía a gran escala.


referencia


[1] yang jin, kai liu, hui wu, yi cui, et al. una batería de litio fundido a base de electrolito a base de granate de temperatura intermedia para el almacenamiento de energía de la red. natureenergy 2018. https://www.nature.com/articles/s41560-018-0198-9.


editado por suzhou yacoo science co., ltd.

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