1A

 

Metāla-gaisa akumulators ir aktīvs materiāls, kas izmanto metālus ar negatīvu elektrodu potenciālu, piemēram, magniju, alumīniju, cinku, dzīvsudrabu un dzelzi, kā negatīvo elektrodu un skābekli vai tīru skābekli gaisā kā pozitīvo elektrodu.Cinka-gaisa akumulators ir visvairāk izpētītais un plaši izmantotais akumulators metāla-gaisa akumulatoru sērijā.Pēdējo 20 gadu laikā zinātnieki ir veikuši daudz pētījumu par sekundāro cinka-gaisa akumulatoru.Japānas Sanyo Corporation ir ražojis lielas ietilpības sekundāro cinka-gaisa akumulatoru.Cinka-gaisa akumulators traktoram ar spriegumu 125V un jaudu 560A · h ir izstrādāts, izmantojot gaisa un elektrohidrauliskā spēka cirkulācijas metodi.Tiek ziņots, ka tas ir izmantots transportlīdzekļos, un tā izlādes strāvas blīvums var sasniegt 80mA/cm2, bet maksimums var sasniegt 130mA/cm2.Daži uzņēmumi Francijā un Japānā izmanto cinka vircas cirkulācijas metodi, lai ražotu cinka-gaisa sekundāro strāvu, un aktīvo vielu reģenerācija tiek veikta ārpus akumulatora ar faktisko īpatnējo enerģiju 115 W · h/kg.

Metāla-gaisa akumulatora galvenās priekšrocības:

1) Augstāka īpatnējā enerģija.Tā kā gaisa elektrodā izmantotais aktīvais materiāls ir gaisā esošais skābeklis, tas ir neizsmeļams.Teorētiski pozitīvā elektroda kapacitāte ir bezgalīga.Turklāt aktīvais materiāls atrodas ārpus akumulatora, tāpēc gaisa akumulatora teorētiskā īpatnējā enerģija ir daudz lielāka nekā vispārējā metāla oksīda elektrodam.Metāla gaisa akumulatora teorētiskā īpatnējā enerģija parasti ir lielāka par 1000 W · h/kg, kas pieder pie augstas enerģijas ķīmiskās barošanas avota.
(2) Cena ir lēta.Cinka-gaisa akumulatorā kā elektrodi netiek izmantoti dārgi dārgmetāli, un akumulatora materiāli ir plaši izplatīti materiāli, tāpēc cena ir lēta.
(3) Stabila veiktspēja.Jo īpaši cinka-gaisa akumulators var darboties ar lielu strāvas blīvumu pēc pulverveida porainā cinka elektroda un sārma elektrolīta izmantošanas.Ja gaisa aizstāšanai izmanto tīru skābekli, var ievērojami uzlabot arī izlādes veiktspēju.Saskaņā ar teorētisko aprēķinu strāvas blīvumu var palielināt apmēram 20 reizes.

Metāla-gaisa akumulatoram ir šādi trūkumi:

1), akumulatoru nevar noslēgt, kas var viegli izraisīt elektrolīta izžūšanu un paaugstināšanos, ietekmējot akumulatora jaudu un kalpošanas laiku.Ja tiek izmantots sārmains elektrolīts, ir viegli izraisīt karbonizāciju, palielinot akumulatora iekšējo pretestību un ietekmējot izlādi.
2), mitrās uzglabāšanas veiktspēja ir slikta, jo gaisa difūzija akumulatorā uz negatīvo elektrodu paātrinās negatīvā elektroda pašizlāde.
3), lai izmantotu porainu cinku kā negatīvu elektrodu, nepieciešama dzīvsudraba homogenizācija.Dzīvsudrabs ne tikai kaitē darbinieku veselībai, bet arī piesārņo vidi, un tas ir jāaizstāj ar korozijas inhibitoru, kas nav dzīvsudrabs.

Metāla-gaisa akumulators ir aktīvs materiāls, kas izmanto metālus ar negatīvu elektrodu potenciālu, piemēram, magniju, alumīniju, cinku, dzīvsudrabu un dzelzi, kā negatīvo elektrodu un skābekli vai tīru skābekli gaisā kā pozitīvo elektrodu.Sārma elektrolīta ūdens šķīdumu parasti izmanto kā metāla-gaisa akumulatora elektrolīta šķīdumu.Ja kā negatīvo elektrodu izmanto litiju, nātriju, kalciju utt. ar negatīvāku elektrodu potenciālu, jo tie var reaģēt ar ūdeni, var tikai neūdens organisks elektrolīts, piemēram, fenola izturīgs ciets elektrolīts vai neorganisks elektrolīts, piemēram, LiBF4 sāls šķīdums. izmantot.

1B

Magnija-gaisa akumulators

Jebkurš metāla pāris ar negatīvu elektroda potenciālu un gaisa elektrods var veidot atbilstošu metāla-gaisa akumulatoru.Magnija elektrodu potenciāls ir salīdzinoši negatīvs, un elektroķīmiskais ekvivalents ir salīdzinoši mazs.To var izmantot savienošanai pārī ar gaisa elektrodu, lai izveidotu magnija gaisa akumulatoru.Magnija elektroķīmiskais ekvivalents ir 0,454 g/(A · h) Ф=- 2,69 V。 Magnija-gaisa akumulatora teorētiskā īpatnējā enerģija ir 3910 W · h/kg, kas ir 3 reizes lielāka nekā cinka-gaisa akumulatora enerģijai un 5~ 7 reizes vairāk nekā litija akumulators.Magnija-gaisa akumulatora negatīvais pols ir magnijs, pozitīvais pols ir skābeklis gaisā, elektrolīts ir KOH šķīdums, un var izmantot arī neitrālo elektrolīta šķīdumu.
Magnija jonu akumulatoru galvenās priekšrocības ir liela akumulatora ietilpība, zemas izmaksas un spēcīga drošība.Magnija jonu divvērtīgā īpašība ļauj pārnēsāt un uzglabāt vairāk elektrisko lādiņu, kuru teorētiskais enerģijas blīvums ir 1,5-2 reizes lielāks par litija akumulatoru.Tajā pašā laikā magnijs ir viegli ekstrahējams un plaši izplatīts.Ķīnai ir absolūta resursu piešķīruma priekšrocība.Pēc magnija akumulatora izgatavošanas tā iespējamā izmaksu priekšrocība un resursu drošības atribūts ir augstāks nekā litija akumulatoram.Attiecībā uz drošību magnija dendrīts neparādīsies magnija jonu akumulatora negatīvajā polā uzlādes un izlādes cikla laikā, kas var izvairīties no litija dendrīta augšanas litija akumulatorā, kas caurdur diafragmu un izraisa akumulatora īssavienojumu, aizdegšanos un sprādziens.Iepriekš minētās priekšrocības padara magnija akumulatoru ar lielu attīstības perspektīvu un potenciālu.

Attiecībā uz jaunāko magnija bateriju izstrādi Ķīnas Zinātņu akadēmijas Qingdao Enerģētikas institūts ir guvis labus panākumus magnija sekundāro bateriju jomā.Pašlaik tas ir pārvarējis tehnisko sašaurinājumu magnija sekundāro akumulatoru ražošanas procesā un ir izstrādājis vienu elementu ar enerģijas blīvumu 560 Wh/kg.Dienvidkorejā izstrādāts elektriskais transportlīdzeklis ar pilnu magnija gaisa akumulatoru var veiksmīgi nobraukt 800 kilometrus, kas ir četras reizes lielāks par pašreizējo ar litija baterijām darbināmu transportlīdzekļu vidējo nobraukumu.Vairākas Japānas iestādes, tostarp Kogawa Battery, Nikon, Nissan Automobile, Japānas Tohoku universitāte, Riksjanas pilsēta, Mijagi prefektūra un citas nozares, universitāšu pētniecības iestādes un valdības departamenti aktīvi veicina magnija gaisa akumulatora lielas ietilpības izpēti.Zhang Ye, Nanjingas Universitātes Modernās inženierzinātņu koledžas pētniecības grupa un citi izstrādāja divslāņu gēla elektrolītu, kas realizēja magnija metāla anoda aizsardzību un izlādes produktu regulēšanu un ieguva magnija gaisa akumulatoru ar augstu enerģijas blīvumu ( 2282 W h · kg-1, pamatojoties uz visu gaisa elektrodu un magnija negatīvo elektrodu kvalitāti), kas ir daudz augstāks nekā magnija gaisa akumulators ar anoda un pretkorozijas elektrolīta sakausēšanas stratēģijām pašreizējā literatūrā.
Kopumā pašlaik magnija akumulators joprojām ir sākotnējās izpētes stadijā, un līdz plaša mēroga reklamēšanai un pielietošanai vēl ir tāls ceļš ejams.


Izlikšanas laiks: 17. februāris 2023
Vai meklējat vairāk informācijas par DET Power profesionālajiem produktiem un jaudas risinājumiem?Mums ir ekspertu komanda, kas vienmēr ir gatava jums palīdzēt.Lūdzu, aizpildiet veidlapu, un mūsu tirdzniecības pārstāvis ar jums sazināsies tuvākajā laikā.