01 តើអាគុយលីចូម-ខ្យល់ និងថ្មលីចូម-ស៊ុលហ្វួរជាអ្វី?
① ថ្ម Li-air
ថ្ម Lithium-air ប្រើអុកស៊ីសែនជាប្រតិកម្មអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងលីចូមលោហៈជាអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន។វាមានដង់ស៊ីតេថាមពលទ្រឹស្តីខ្ពស់ (3500wh/kg) ហើយដង់ស៊ីតេថាមពលជាក់ស្តែងរបស់វាអាចឡើងដល់ 500-1000wh/kg ដែលខ្ពស់ជាងប្រព័ន្ធថ្ម lithium-ion ធម្មតា។ថ្ម Lithium-air ត្រូវបានផ្សំឡើងដោយអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន អេឡិចត្រូលីត និងអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន។នៅក្នុងប្រព័ន្ធថ្មដែលមិនមានទឹក អុកស៊ីសែនសុទ្ធបច្ចុប្បន្នត្រូវបានប្រើប្រាស់ជាឧស្ម័នប្រតិកម្ម ដូច្នេះអាគុយលីចូម-ខ្យល់ ក៏អាចត្រូវបានគេហៅថាថ្មលីចូម-អុកស៊ីហ្សែនផងដែរ។
នៅឆ្នាំ 1996 អាប្រាហាំ et al ។ដំឡើងដោយជោគជ័យនូវថ្មលីចូមខ្យល់ដែលមិនមានជាតិទឹកដំបូងគេនៅក្នុងមន្ទីរពិសោធន៍។បន្ទាប់មកអ្នកស្រាវជ្រាវបានចាប់ផ្តើមយកចិត្តទុកដាក់ចំពោះប្រតិកម្មគីមីខាងក្នុង និងយន្តការនៃអាគុយលីចូម-ខ្យល់ដែលមិនមានទឹក;ក្នុងឆ្នាំ 2002 អាន et al ។បានរកឃើញថាការអនុវត្តអេឡិចត្រូគីមីនៃថ្មលីចូម - ខ្យល់អាស្រ័យលើសារធាតុរំលាយអេឡិចត្រូលីតនិងសារធាតុ cathode ខ្យល់។ក្នុងឆ្នាំ 2006 Ogasawara et al ។បានប្រើ Mass spectrometer វាត្រូវបានបញ្ជាក់ជាលើកដំបូងថា Li2O2 ត្រូវបានកត់សុី ហើយអុកស៊ីសែនត្រូវបានបញ្ចេញកំឡុងពេលសាកថ្ម ដែលបញ្ជាក់ពីភាពបញ្ច្រាសអេឡិចត្រូគីមីនៃ Li2O2 ។ដូច្នេះអាគុយលីចូម - ខ្យល់បានទទួលការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងខ្លាំងនិងការអភិវឌ្ឍន៍យ៉ាងឆាប់រហ័ស។
② ថ្មលីចូម-ស្ពាន់ធ័រ
ថ្ម Lithium-sulfur គឺជាប្រព័ន្ធថ្មបន្ទាប់បន្សំដែលផ្អែកលើប្រតិកម្មបញ្ច្រាសនៃស្ពាន់ធ័រដែលមានសមត្ថភាពជាក់លាក់ខ្ពស់ (1675mAh/g) និងលោហៈលីចូម (3860mAh/g) ដែលមានវ៉ុលបញ្ចេញជាមធ្យមប្រហែល 2.15V ។ដង់ស៊ីតេថាមពលតាមទ្រឹស្តីរបស់វាអាចឡើងដល់ 2600wh/kg ។វត្ថុធាតុដើមរបស់វាមានគុណសម្បត្តិនៃការចំណាយទាប និងភាពស្និទ្ធស្នាលបរិស្ថាន ដូច្នេះវាមានសក្តានុពលអភិវឌ្ឍន៍ខ្លាំង។ការបង្កើតថ្មលីចូម-ស៊ុលហ្វួរ អាចត្រូវបានគេតាមដាននៅទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1960 នៅពេលដែល Herbert និង Ulam បានដាក់ពាក្យសុំប៉ាតង់ថ្ម។គំរូដើមនៃថ្មលីចូម-ស៊ុលហ្វួរនេះ បានប្រើសារធាតុលីចូម ឬលីចូមជាវត្ថុធាតុអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន ស្ពាន់ធ័រជាសម្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមាន និងផ្សំឡើងដោយសារធាតុអាមីណូឆ្អែត aliphatic ។នៃអេឡិចត្រូលីត។ពីរបីឆ្នាំក្រោយមក អាគុយលីចូម-ស៊ុលហ្វួរ ត្រូវបានកែលម្អដោយការណែនាំសារធាតុរំលាយសរីរាង្គដូចជា PC, DMSO, និង DMF ហើយនិងថ្ម 2.35-2.5V ត្រូវបានទទួល។នៅចុងទសវត្សរ៍ឆ្នាំ 1980 អេធើរត្រូវបានគេបង្ហាញថាមានប្រយោជន៍នៅក្នុងថ្មលីចូមស៊ុលហ្វួរ។នៅក្នុងការសិក្សាជាបន្តបន្ទាប់ ការរកឃើញនៃអេឡិចត្រូលីតដែលមានមូលដ្ឋានលើអេធើរ ការប្រើប្រាស់ LiNO3 ជាសារធាតុបន្ថែមអេឡិចត្រូលីត និងសំណើនៃសមាសធាតុកាបូន/ស្ពាន់ធ័រ អេឡិចត្រូតវិជ្ជមានបានបើកឱ្យមានការរីកចម្រើននៃការស្រាវជ្រាវនៃថ្មលីចូម-ស្ពាន់ធ័រ។
02 គោលការណ៍ការងារនៃថ្មលីចូមខ្យល់ និងថ្មលីចូមស៊ុលហ្វួរ
① ថ្ម Li-air
យោងតាមស្ថានភាពផ្សេងគ្នានៃអេឡិចត្រូលីតដែលបានប្រើ អាគុយលីចូមខ្យល់អាចត្រូវបានបែងចែកទៅជាប្រព័ន្ធទឹក ប្រព័ន្ធសរីរាង្គ ប្រព័ន្ធកូនកាត់ទឹកសរីរាង្គ និងថ្មលីចូម-ខ្យល់ រដ្ឋរឹងទាំងអស់។ក្នុងចំនោមពួកគេ ដោយសារសមត្ថភាពជាក់លាក់ទាបនៃថ្ម lithium-air ដោយប្រើអេឡិចត្រូលីតទឹក ការលំបាកក្នុងការការពារលោហៈលីចូម និងការបញ្ច្រាស់ប្រព័ន្ធមិនល្អ ថ្ម lithium-air សរីរាង្គដែលមិនមានជាតិទឹក និង lithium-air ទាំងអស់នៃរដ្ឋរឹង។ ថ្មត្រូវបានប្រើប្រាស់យ៉ាងទូលំទូលាយនាពេលបច្ចុប្បន្ន។ស្រាវជ្រាវ។អាគុយលីចូមខ្យល់ដែលមិនមានជាតិទឹកត្រូវបានស្នើឡើងដំបូងដោយ Abraham និង Z.Jiang ក្នុងឆ្នាំ 1996។ សមីការប្រតិកម្មបញ្ចេញទឹកត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 1 ។ ប្រតិកម្មនៃការសាកគឺផ្ទុយពីនេះ។អេឡិចត្រូលីតភាគច្រើនប្រើអេឡិចត្រូលីតសរីរាង្គ ឬអេឡិចត្រូលីតរឹង ហើយផលិតផលបញ្ចេញគឺ Li2O2 ជាចម្បង ផលិតផលមិនរលាយក្នុងអេឡិចត្រូលីត ហើយងាយនឹងកកកុញនៅលើអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានខ្យល់ ដែលប៉ះពាល់ដល់សមត្ថភាពបញ្ចេញនៃថ្មលីចូមខ្យល់។
ថ្ម Lithium-air មានគុណសម្បត្តិនៃដង់ស៊ីតេថាមពលខ្ពស់ ភាពស្និទ្ធស្នាលបរិស្ថាន និងតម្លៃទាប ប៉ុន្តែការស្រាវជ្រាវរបស់ពួកគេនៅតែស្ថិតក្នុងវ័យកុមារនៅឡើយ ហើយនៅតែមានបញ្ហាជាច្រើនដែលត្រូវដោះស្រាយ ដូចជាកាតាលីករនៃប្រតិកម្មកាត់បន្ថយអុកស៊ីហ្សែន។ ភាពជ្រាបចូលនៃអុកស៊ីសែន និងអ៊ីដ្រូហ្វូប៊ីកនៃអេឡិចត្រូតខ្យល់ និងការធ្វើឱ្យអសកម្មនៃអេឡិចត្រូតខ្យល់។ល។
② ថ្មលីចូម-ស្ពាន់ធ័រ
ថ្មលីចូម-ស៊ុលហ្វួរ ភាគច្រើនប្រើសារធាតុស្ពាន់ធ័រ ឬសារធាតុដែលមានមូលដ្ឋានលើស្ពាន់ធ័រ ជាសម្ភារៈអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានរបស់ថ្ម ហើយលីចូមលោហធាតុត្រូវបានប្រើជាចម្បងសម្រាប់អេឡិចត្រូតអវិជ្ជមាន។កំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញចោល លោហៈលីចូមដែលមានទីតាំងនៅអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានត្រូវបានកត់សុី ដើម្បីបាត់បង់អេឡិចត្រុង និងបង្កើតអ៊ីយ៉ុងលីចូម។បន្ទាប់មកអេឡិចត្រុងត្រូវបានផ្ទេរទៅអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានតាមរយៈសៀគ្វីខាងក្រៅ ហើយអ៊ីយ៉ុងលីចូមដែលបានបង្កើតក៏ត្រូវបានផ្ទេរទៅអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានតាមរយៈអេឡិចត្រូលីតដើម្បីធ្វើប្រតិកម្មជាមួយស្ពាន់ធ័រដើម្បីបង្កើតជាប៉ូលីស៊ុលហ្វីត។លីចូម (LiPSs) ហើយបន្ទាប់មកមានប្រតិកម្មបន្ថែមទៀតដើម្បីបង្កើតលីចូមស៊ុលហ្វីត ដើម្បីបញ្ចប់ដំណើរការបញ្ចេញទឹករំអិល។ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការសាកថ្ម លីចូមអ៊ីយ៉ុងនៅក្នុង LiPSs ត្រឡប់ទៅអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានតាមរយៈអេឡិចត្រូលីត ខណៈពេលដែលអេឡិចត្រុងត្រឡប់ទៅអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានតាមរយៈសៀគ្វីខាងក្រៅដើម្បីបង្កើតជាលោហៈលីចូមជាមួយអ៊ីយ៉ុងលីចូម ហើយ LiPSs ត្រូវបានកាត់បន្ថយទៅជាស្ពាន់ធ័រនៅអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានដើម្បីបំពេញ។ ដំណើរការសាកថ្ម។
ដំណើរការនៃការបញ្ចេញថ្មលីចូម-ស៊ុលហ្វួ ភាគច្រើនជាប្រតិកម្មគីមីស្មុគ្រស្មាញពហុដំណាក់កាល អេឡិចត្រុង ពហុដំណាក់កាល នៅលើ cathode ស្ពាន់ធ័រ ហើយ LiPS ដែលមានប្រវែងខ្សែសង្វាក់ខុសៗគ្នាត្រូវបានបំប្លែងទៅជាគ្នាទៅវិញទៅមកក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញបន្ទុក។ក្នុងអំឡុងពេលដំណើរការបញ្ចេញ ប្រតិកម្មដែលអាចកើតឡើងនៅអេឡិចត្រូតវិជ្ជមានត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 2 ហើយប្រតិកម្មនៅអេឡិចត្រូតអវិជ្ជមានត្រូវបានបង្ហាញក្នុងរូបភាពទី 3 ។
គុណសម្បត្តិនៃថ្មលីចូម-ស្ពាន់ធ័រគឺជាក់ស្តែងណាស់ ដូចជាសមត្ថភាពទ្រឹស្តីខ្ពស់ណាស់។មិនមានអុកស៊ីសែននៅក្នុងសម្ភារៈទេ ហើយប្រតិកម្មវិវត្តន៍អុកស៊ីហ្សែននឹងមិនកើតឡើងទេ ដូច្នេះដំណើរការសុវត្ថិភាពគឺល្អធនធានស្ពាន់ធ័រមានច្រើន ហើយស្ពាន់ធ័រធាតុមានតម្លៃថោក។វាមានភាពស្និទ្ធស្នាលនឹងបរិស្ថាន និងមានជាតិពុលទាប។ទោះជាយ៉ាងណាក៏ដោយ ថ្មលីចូម-ស្ពាន់ធ័រ ក៏មានបញ្ហាប្រឈមមួយចំនួនផងដែរ ដូចជាឥទ្ធិពលនៃលីចូមប៉ូលីស៊ុលហ្វីត។អ៊ីសូឡង់នៃសារធាតុស្ពាន់ធ័រនិងផលិតផលបញ្ចេញរបស់វា;បញ្ហានៃការផ្លាស់ប្តូរបរិមាណធំ;SEI មិនស្ថិតស្ថេរ និងបញ្ហាសុវត្ថិភាពដែលបណ្តាលមកពីលីចូម anodes;បាតុភូតបញ្ចេញទឹកដោយខ្លួនឯង។ល។
ក្នុងនាមជាជំនាន់ថ្មីនៃប្រព័ន្ធថ្មបន្ទាប់បន្សំ អាគុយលីចូម-ខ្យល់ និងថ្មលីចូម-ស៊ុលហ្វួ មានតម្លៃសមត្ថភាពជាក់លាក់តាមទ្រឹស្តីខ្ពស់ ហើយបានទាក់ទាញការយកចិត្តទុកដាក់យ៉ាងទូលំទូលាយពីអ្នកស្រាវជ្រាវ និងទីផ្សារថ្មបន្ទាប់បន្សំ។បច្ចុប្បន្ននេះ ថ្មទាំងពីរនេះនៅតែប្រឈមមុខនឹងបញ្ហាវិទ្យាសាស្ត្រ និងបច្ចេកទេសជាច្រើន។ពួកគេស្ថិតនៅក្នុងដំណាក់កាលស្រាវជ្រាវដំបូងនៃការអភិវឌ្ឍន៍ថ្ម។បន្ថែមពីលើសមត្ថភាពជាក់លាក់ និងស្ថេរភាពនៃសម្ភារៈ cathode នៃថ្មដែលត្រូវការធ្វើឱ្យប្រសើរឡើងបន្ថែមទៀត បញ្ហាសំខាន់ៗដូចជាសុវត្ថិភាពថ្មក៏ត្រូវដោះស្រាយជាបន្ទាន់ផងដែរ។នៅពេលអនាគត ថ្មប្រភេទថ្មីទាំងពីរនេះ នៅតែត្រូវការការកែលម្អបច្ចេកទេសជាបន្តបន្ទាប់ ដើម្បីលុបបំបាត់ពិការភាពរបស់ពួកគេ ដើម្បីបើកលទ្ធភាពប្រើប្រាស់កាន់តែទូលំទូលាយ។
ពេលវេលាផ្សាយ៖ មេសា-០៧-២០២៣