Einführung der Li-Ionen-Batterie

- May 03, 2018-

Lithium-Ionen-Batterien haben eine unvergleichliche Kombination aus hoher Energie- und Leistungsdichte und sind daher die erste Wahl für tragbare Elektronik, Elektrowerkzeuge und Hybrid- / Elektrofahrzeuge . Wenn Elektrofahrzeuge (E-Fahrzeuge) den Großteil des benzinbetriebenen Transports ersetzen, werden Li-Ionen-Batterien die Treibhausgasemissionen deutlich reduzieren . Die hohe Energieeffizienz von Lithium-Ionen-Batterien kann auch ihre Verwendung in verschiedenen Elektrizitätsnetzanwendungen ermöglichen, einschließlich der Verbesserung der Qualität von Energie aus Wind-, Solarenergie-, geothermischen und anderen erneuerbaren Quellen, und somit zu ihrer breiteren Nutzung und zum Aufbau eines Energie-nachhaltige Wirtschaft. Daher sind Lithium-Ionen-Batterien sowohl von der Industrie als auch von den staatlichen Geldgebern von großem Interesse, und die Forschung auf diesem Gebiet hat in den letzten Jahren eine Fülle von Forschungsarbeiten erfahren.

In die Zukunft blicken jedoch viele, die bezweifeln, dass Lithium-Ionen-Batterien den weltweiten Bedarf an tragbaren Energiespeichern langfristig decken können. Für einige Anwendungen (wie Transport und Gitter) sind Li-Ionen-Batterien derzeit teuer, und ein Mangel an Li und einigen Übergangsmetallen, die derzeit in Li-Ionen-Batterien verwendet werden, könnte eines Tages ein Problem werden . Gleichzeitig haben Lithium-Ionen-Batterien bestimmte grundlegende Vorteile gegenüber anderen Chemikalien. Zum einen hat Li das geringste Reduktionspotential eines Elements, so dass Li-basierte Batterien das höchstmögliche Zellpotenzial haben. Außerdem ist Li das dritthellste Element und hat einen der kleinsten Ionenradien eines einzelnen geladenen Ions. Diese Faktoren ermöglichen es, dass Li-basierte Batterien eine hohe gravimetrische und volumetrische Kapazität und Leistungsdichte aufweisen. Schließlich, obwohl mehrwertige Kationen eine höhere Ladungskapazität pro Ion ermöglichen, verringert die zusätzliche Ladung ihre Mobilität signifikant. Da die Ionendiffusion in den Festelektroden oft der geschwindigkeitsbestimmende Faktor für die Leistungsfähigkeit der Batterie ist, stellt dies eine enorme Hürde für die Entwicklung solcher alternativer Chemikalien dar.