티스토리 뷰
차량 전기화는 항상 뜨거운 주제였으며 지난 20년 동안 자동차 제조 산업에서 점차 중요한 역할이 되었습니다. 이 논문은 기존의 전기 자동차EV 배터리 예: 납산, 니켈 기반, 리튬 이온 배터리 등와 최첨단 배터리 기술 예: 전고체, 실리콘 기반, 리튬-황, 금속-공기 배터리 등이 있습니다. 배터리 주요 부품 재료, 작동 특성, 이론 모델, 제조 공정 및 수명 종료 관리에 대해 철저히 검토했습니다. 이론적 연구에 중점을 둔 다른 리뷰와 달리 이 리뷰는 배터리 기술, 상용 응용 프로그램 및 수명 주기 관리의 주요 측면을 강조했습니다. 건강예측, 충방전, 열폭주 방지 등 유용한 배터리 관리 기술에 대해 심도 있게 논의했다. EV 배터리 기술의 발전 추세를 예측하기 위해 대부분의 지배적인 EV 배터리 기술과 잠재적인 EV 배터리 기술에 대한 종합 평가에 대한 두 개의 새로운 육각형 레이더 차트가 작성되었습니다. 리튬 이온 배터리 3.9점가 단기적으로 현재 상용 EV 전원 배터리 시장에서 여전히 지배적인 제품이 될 것임을 보여주었습니다. 다만 전고체 배터리 3.55점, 실리콘계 배터리3.3점 등 일부 첨단 기술은 비전력과 안전성을 겸비한 차세대 전기차 탑재 배터리 가능성이 높다. 열 폭주 방지뿐만 아니라 철저하게 논의되었습니다. EV 배터리 기술의 발전 추세를 예측하기 위해 대부분의 지배적인 EV 배터리 기술과 잠재적인 EV 배터리 기술에 대한 종합 평가에 대한 두 개의 새로운 육각형 레이더 차트가 작성되었습니다. 리튬-황Li-S 배터리의 방전 과정에서 생성되는 가용성 리튬 폴리설파이드LiPS의 손실을 극복하기 위해 새로운 마이크로 또는 나노 구조의 호스트 재료 설계에 많은 노력을 기울였습니다. 네트워크 내에서 용해성 폴리설파이드를 가둡니다. 다공성 물질로서 COFCovalent Organic Framework가 많은 주목을 받고 있다. 여기서, 5-allyloxy isophthalaldehyde와 4,4',4"-1,3,5-triazine-2,4,6-triyl trianiline에 의해 합성된 알릴이 풍부한 트리아진 공유 유기 골격ART-COF TAPT는 Li-S 배터리의 음극 호스트 재료로 사용됩니다. 물리적인 힘(미세다공성 채널을 통해)과 화학적 힘 CS 공유 결합 및 질소와 리튬 사이의 쌍극자-쌍극자 상호작용을 통해의 시너지 효과 소유, 양극 전극에 대한 LiPS의 셔틀 작용은 효과적으로 제한될 수 있습니다. ART-COF는 1270mAh g의 높은 초기 비용량을 나타냅니다.0.2C에서 100번의 충방전 사이클 후에 1220mAh g -1을 유지하는 -1 , 심지어 1C에서도 낮은 페이딩으로 500번 사이클 후에 818mAh g -1 을 유지하는 993mAh g -1 의 초기 비용량을 보여줍니다. 주기당 0.035%의 비율. 이 작업은 매우 안정적이고 수명이 긴 Li-S 배터리를 개발하기 위한 지속 가능한 접근 방식을 나타냅니다. 리튬-황 Li-S 배터리는 상대적으로 높은 이론 에너지 밀도와 저렴한 원자재로 인해 학계와 산업계에서 점점 더 높은 평가를 받고 있습니다. 그러나 그들의 상용화는 Li 다황화물 종 LiPS에 의한 셔틀 효과, 활성 S 물질의 낮은 이용 효율 및 Li 덴드라이트의 제어되지 않는 성장을 극복하는 데 크게 좌우됩니다. 전해질은 이러한 문제의 핵심이 될 수 있으며 전해질 공학을 통해 Li-S 배터리의 반응 역학을 촉진합니다. 이 리뷰에서는 Li-S 배터리의 개발 역사와 작동 메커니즘을 소개한 후 Li-S 배터리의 기본 메커니즘에 대한 통찰력을 촉진하는 고급 현장 특성화 기술에 대해 논의합니다. 그후, LiPS의 셔틀 효과를 억제하기 위한 다양한 전략이 간단하게 요약됩니다. LiPS의 역할이 철저히 논의되고 포괄적인 개요가 제공되며 Li-S 배터리 시스템에서 LiPS의 용해를 제거하고 Li 수상돌기의 성장을 억제하기 위한 전해질 공학 전략에 중점을 둡니다. 또한, 벌크 전해질에 대한 LiPS의 용해를 억제하는 것과 촉진하는 것에 대한 논쟁이 심도 있게 논의되고, Li의 용매화 구조를 특성화하기 위한 기술 및 이론적 계산+ 이온이 제시됩니다. 마지막으로 리튬-황 전지의 미래 연구 방향으로서 전해질 공학에 대한 전망과 개인적인 관점을 제시한다. 리튬-황 Li-S 배터리는 차세대 에너지 저장 시스템을 위한 높은 에너지 밀도를 약속하지만 여전히 많은 과제가 남아 있습니다. Li-S 배터리는 인터칼레이션 기반 리튬 이온 배터리와 근본적으로 다른 변환 화학을 따릅니다. 최근에 전해질 용액의 화학적 성질과 폴리설파이드 Li 2 S x 를 안정화시키는 능력이 명확해졌습니다. 황 환원에 의해 형성된 종은 에너지 밀도와 사이클링 성능에 중요한 영향을 미칩니다. 이 리뷰는 용액 속성과 폴리설파이드 용매화의 핵심 역할을 평가합니다. 용매, 염, 농도 및 Li-폴리설파이드 종과의 상호작용을 포함하여 용매화를 결정하는 요인이 논의됩니다. 용액 화학, 다황화물 용해도, 황 반응 경로, Li 2 에 대한 다차원 분석과 함께 세 가지 기본 유형의 전해질 용액 보통 일반, 소량 및 고용매화이 제공됩니다. S 증착 및 용액 양. 이러한 용액을 사용한 리튬 금속 양극의 안정성은 부반응, 보호 표면 필름 형성 및 수지상 Li 증착과 관련하여 논의됩니다. 전해액/황 비율을 줄이고 배터리 수명을 연장하는 옵션에 중점을 둡니다. 세 가지 시스템의 장점과 단점은 다면적 요구 사항에 따라 비교됩니다. 결론적으로, 우리는 Li-S 배터리의 미래 발전에 대한 우리의 관점을 제시합니다.