10 самых передовых аккумуляторных технологий, которые будут способствовать будущему

В этой статье мы обсудим 10 самых передовых аккумуляторных технологий, которые будут обеспечивать будущее. Если вы хотите прочитать о некоторых более передовых аккумуляторных технологиях, которые будут обеспечивать будущее, перейдите непосредственно к статье «5 самых передовых аккумуляторных технологий, которые будут обеспечивать будущее».

Передовые аккумуляторные технологии включают использование сложных технологий и материалов при проектировании и производстве аккумуляторов для повышения их производительности, эффективности и долговечности. Это может включать в себя различные области исследований, направленные на создание батарей с большей плотностью энергии, сроком службы и стоимостью, а также разработку инновационных методов зарядки, таких как быстрая и беспроводная зарядка. Некоторые из передовых аккумуляторных технологий включают кремниевые и литий-металлические аноды, твердотельные электролиты, усовершенствованные литий-ионные конструкции, литий-серные (Li-S), натрий-ионные (Na-ионные), окислительно-восстановительные проточные батареи (RFB). , Zn-ионные, Zn-Br и Zn-воздушные аккумуляторы.

Усовершенствованные аккумуляторы нашли применение в различных отраслях промышленности. В настоящее время они используются в портативных электронных устройствах, электрических и гибридных транспортных средствах, системах хранения энергии, медицинских приборах, промышленном оборудовании и военной технике. Например, компания Sila Nanotechnologies работает над новым типом литий-ионной батареи, в которой вместо графитового анода используется кремниевый анод. Компания утверждает, что этот новый тип батареи будет иметь более высокую плотность энергии и более быстрое время зарядки по сравнению с традиционными литий-ионными батареями. Компания стремится увеличить плотность энергии аккумуляторных элементов на 20–40%.

Разработка и использование кремниевых и литий-металлических анодов являются двумя наиболее интригующими достижениями в области материалов для литий-ионных батарей. Потенциал этих анодных материалов значительно увеличить плотность энергии впечатляет, однако также изучаются возможности улучшения производительности, безопасности и даже стоимости. Серьезные проблемы с сроком службы кремния и металлического лития до сих пор замедляли и ограничивали коммерческое использование. Для Li-S аккумуляторов долговечность является еще более сложной задачей.

Учитывая значимость сектора электромобилей для мировой экономики в целом, ожидается, что литий-ионные технологии продолжат занимать лидирующие позиции в мире аккумуляторов в обозримом будущем, даже несмотря на то, что они страдают от таких проблем, как выбор катода и анода, усовершенствование конструкции элементов, и скорость развития плотности энергии. Улучшение одного параметра производительности, такого как плотность энергии, стоимость или устойчивость, почти всегда будет происходить за счет другого. Это справедливо даже при рассмотрении химических элементов аккумуляторов, отличных от литиевых.

Альтернативы химическому составу на основе лития обычно приносят в жертву плотность энергии в пользу более высоких экологических характеристик, снижения капитальных затрат или затрат на срок службы, повышения производительности или более длительного срока службы. В конечном итоге требования конкретного применения и рынка определяют сочетание эксплуатационных характеристик и, следовательно, выбор технологии и химии. Растет спрос на методы хранения с более длительным сроком хранения, например, в стационарных хранилищах энергии. Это открывает двери для таких инноваций, как проточная окислительно-восстановительная батарея, которая позволяет более легко масштабировать энергоемкость и одновременно позволяет использовать недорогие и широко доступные активные материалы.

Конечно, сектор аккумуляторов для электромобилей находится в центре внимания многих достижений в области аккумуляторных технологий, предоставляя возможность обслуживать рынок, где спрос, как ожидается, превысит 1500 ГВтч к 2030 году. Ожидается, что во второй половине десятилетия рынок аккумуляторов для электромобилей будет расти. уделять повышенное внимание кремниевым анодам, литий-металлическим и полупроводниковым технологиям. Азия и Китай в настоящее время доминируют в переработке литий-ионных материалов и производстве элементов, в то время как США и Европа, в частности, сейчас пытаются построить и развивать свои собственные цепочки поставок аккумуляторов, задавая темп инновациям и развитию технологий следующего поколения. захватить и одомашнить ценность.