Różne Systemy Akumulatorów,które Chemie Są Najbardziej Obiecujące

Kategorie

Nowy blog

Tagi

Różne systemy akumulatorów, które chemie są najbardziej obiecujące

2019-08-19

Poznaj różne systemy akumulatorów, poznaj przyszłe trendy i dowiedz się, które chemie są najbardziej obiecujące.

Według The Freedonia Group, firmy badawczej z siedzibą w Cleveland, prognozuje się, że światowy popyt na akumulatory pierwotne i wtórne wzrośnie o 7,7 procent rocznie, co w 2019 r. Wyniesie 120 mld USD. Rzeczywisty wzrost dotyczy akumulatorów wtórnych (ładowalnych) i według Frost & amp; Sullivan, baterie wtórne stanowią 76,4% rynku światowego, a liczba ta ma wzrosnąć do 82,6% w 2015 r. Popyt napędzany jest przez telefony komórkowe i tablety. Wcześniejsze szacunki przeszacowały popyt na pojazdy elektryczne, a dane te zostały skorygowane w dół.

W 2009 r. Akumulatory pierwotne stanowiły 23,6 procent rynku światowego, a Frost & amp; Sullivan przewidywał, że do 2015 r. Spadnie o 7,4 procent. Baterie jednorazowe są używane w zegarkach, kluczach elektronicznych, pilotach, zabawkach, latarkach, sygnalizatorach i urządzeniach wojskowych w walce.

Przegląd rodzajów baterii

Baterie są klasyfikowane według chemii, a najczęstsze są systemy litowe, ołowiowe i niklowe. Rycina 1 ilustruje rozkład tych substancji chemicznych. Przy 37-procentowym udziale w przychodach Li-ion to bateria z wyboru dla urządzeń przenośnych i elektrycznego układu napędowego. Nie ma innych systemów, które zagroziłyby dziś jego dominacji.

Rysunek 1: Wkład w przychody różnych chemikaliów akumulatorowych

37% litowo-jonowy
20% Kwas ołowiowy, akumulator rozruchowy
15% Alkaliczne, pierwotne
8% Kwas ołowiowy, stacjonarny
6% cynku z węglem, pierwotne
5% Kwas ołowiowy, głęboki cykl
3% Wodorek niklowo-metalowy
3% lit, pierwszorzędowy
2% niklu-kadmu
1% Inne

Kwas ołowiowy ma solidne i ekonomiczne źródło energii do masowego użytku. Chociaż litowo-jonowy wkracza na rynek kwasu ołowiowego, popyt na akumulatory kwasowo-ołowiowe wciąż rośnie. Aplikacje są podzielone na akumulatory rozruchowe dla motoryzacji, znane również jako SLI (20%), akumulatory stacjonarne do podtrzymania zasilania (8%) oraz akumulatory głębokiego cyklu do mobilności na kołach (5%), takie jak samochody golfowe, wózki inwalidzkie i podnośniki nożycowe .

Wysoka energia właściwa i długi czas przechowywania sprawiły, że alkalia są bardziej popularne niż stary cynk węglowy, który wynalazł Georges Leclanché w 1868 r. Wodorek niklu i metalu (NiMH) nadal odgrywa ważną rolę, ponieważ zastępuje zastosowania poprzednio obsługiwane przez nikiel-kadm ( NiCd). Jednak przy 3-procentowym udziale w rynku i malejącym, NiMH staje się niewielkim graczem.

Coraz częstszym zastosowaniem baterii jest elektryczny układ napędowy do transportu osobistego. Koszty akumulatorów, długowieczność i problemy środowiskowe decydują o tym, jak szybko sektor motoryzacyjny zastosuje ten nowy układ napędowy. Paliwo kopalne jest tanie, wygodne i łatwo dostępne; alternatywne tryby napotykają na silny sprzeciw, zwłaszcza w Ameryce Północnej. Konieczne mogą być zachęty rządowe, ale taka interwencja zniekształca prawdziwy koszt energii, chroni podstawowe problemy związane z paliwami kopalnymi i służy wybranym grupom lobbystów dzięki rozwiązaniom krótkoterminowym.

Nowe rynki, które jeszcze bardziej zwiększają wzrost akumulatorów, to elektryczne rowery i systemy przechowywania energii odnawialnej, z których korzystają właściciele domów, firmy i kraje rozwijające się. Duże akumulatory sieciowe gromadzą nadwyżkę energii podczas wysokiej aktywności i wypełniają lukę, gdy wejście jest niskie lub gdy zapotrzebowanie użytkownika jest duże.

Postępy w akumulatorach

Akumulatory przesuwają się na dwóch frontach, odzwierciedlając zwiększoną energię właściwą dla dłuższych czasów pracy i ulepszoną moc właściwą dla wymagań obciążenia wysokoprądowego. Poprawa jednej cechy akumulatora może nie wzmocnić automatycznie drugiej i często występuje kompromis. Ryc. 2 ilustruje związek między energią właściwą w Wh / kg a mocą właściwą w W / kg.

Najbardziej wydajną baterią pod względem energii właściwej i mocy właściwej jest wtórny litowo-metalowy (Li-metal). Wczesna wersja została wprowadzona w latach 80. przez Moli Energy, ale niestabilność metalicznego litu na anodzie spowodowała wycofanie w 1991 r. Stały lit ma tendencję do tworzenia metalowych włókien lub dendrytów, które powodują zwarcia. Dalsze próby rozwiązania tego problemu przez inne firmy zakończyły się zaprzestaniem rozwoju.

Unikalne cechy Li-metalu skłaniają producentów do ponownego przyjrzenia się tej potężnej chemii. Oswajanie dendrytów i osiągnięcie pożądanego standardu bezpieczeństwa można osiągnąć przez zmieszanie metalicznego litu z cyną i krzemem. Grafen jest również wypróbowywany jako część ulepszonego separatora. Grafen jest cienką warstwą czystego węgla o grubości jednego atomu połączoną ze sobą w sześciokątny plaster miodu. Próbowano również wielowarstwowych separatorów, które zapobiegają penetracji dendrytu. Nowe eksperymentalne akumulatory litowo-metalowe osiągają 300 Wh / kg, a potencjał jest znacznie wyższy. Jest to szczególnie interesujące dla pojazdu elektrycznego.

Tagi :

Blog