Polimerowe materiały separacyjne w magazynach energii do e-mobilności

• Autorzy: Osińska-Broniarz Monika , Martyła Agnieszka , Kopczyk Maciej

Identyfikatory

DOI

10.14314/polimery.2019.3.3

Warianty tytułu

EN

Polymeric separation materials in energy storage systems for e-mobility

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Magazyny energii są zbudowane z pojedynczych ogniw, w których oprócz katody, anody i elektrolitu znajduje się polimerowy materiał separacyjny. To właśnie cechy separatora decydują m.in. o cykliczności pracy i o pojemności ogniwa oraz technologii produkcji akumulatora. Przedstawiono przegląd materiałów separacyjnych stosowanych w magazynach energii wykorzystywanych w e-mobilności. Omówiono separatory używane w akumulatorach kwasowych, niklowo-wodorkowych oraz najpopularniejszych obecnie litowo-jonowych. Opisano również nowe rozwiązania technologiczne w dziedzinie materiałów separacyjnych do chemicznych źródeł prądu.

EN

Energy storage systems are built of a number of cells containing cathode, anode, electrolyte, and a separating element made of polymer. The features of the separator determine the cyclic character of the system’s work, the cell capacity and the technology of battery production. The paper presents a review of materials used in the production of separators for energy storage systems for e-mobility. The separators currently applied in acidic batteries, nickel-hydrogen batteries and most popular lithium--ionic batteries are described. Moreover, new technological solutions in the area of separators used in chemical sources of current are discussed.

Słowa kluczowe

PL

elektromobilność; separator; materiały polimerowe; magazyny energii

EN

e-mobility; separator; polymeric materials; energy storage systems

• Wydawca: Sieć Badawcza Łukasiewicz – Instytut Chemii Przemysłowej
• Czasopismo: Polimery
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 64, nr 3
• Strony: 181--189
• Opis fizyczny: Bibliogr. 63 poz.

Twórcy

autor

Osińska-Broniarz Monika

• Instytut Metali Nieżelaznych Oddział w Poznaniu, Centralne Laboratorium Akumulatorów i Ogniw, ul. Forteczna 12, 61-362 Poznań

autor

Martyła Agnieszka

• Instytut Metali Nieżelaznych Oddział w Poznaniu, Centralne Laboratorium Akumulatorów i Ogniw, ul. Forteczna 12, 61-362 Poznań

autor

Kopczyk Maciej

• Instytut Metali Nieżelaznych Oddział w Poznaniu, Centralne Laboratorium Akumulatorów i Ogniw, ul. Forteczna 12, 61-362 Poznań

Bibliografia

• [1] Ślusarski L.: „Materiały polimerowe oraz ich wpływ na rozwój inżynierii materiałowej w Polsce”. http://fundacjarozwojunauki.pl/ (data dostępu 19.04.2018).
• [2] Linden D., Reddy T.B.: “Handbook of Batteries”, 3rd Edition, McGraw-Hill, 2002.
• [3] Osińska-Broniarz M., Rydzyńska B., Kopczyk M.: Zeszyty Problemowe – Maszyny Elektryczne 2014, 1, 101.
• [4] „Batteries for Electric Cars, Challenges, Opportunities, and the Outlook to 2020”, The Boston Consulting Group, Inc. 2010.
• [5] Choi B.G., Hong J., Park Y.Ch.: ACS Nano 2011, 5 (6), 5167. http://dx.doi.org/10.1021/nn2013113
• [6] Staiti P., Lufrano F.: Electrochimica Acta 2010, 55, 7436. http://doi.org/10.1016/j.electacta.2010.01.021
• [7] Ferg E., Rossouw C., Loyson P.: Journal of Power Sources 2013, 226, 299. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.10.087
• [8] Dunn B., Kamath H., Tarascon J.-M.: Science 2011, 334, 928. http://dx.doi.org/10.1126/science.1212741
• [9] Selva Kumar M., Krishna Bhat D.: Physica B: Condensed Matter 2009, 404 (8–11), 1143. http://dx.doi.org/10.1016/j.physb.2008.11.072
• [10] INVESTIRE Thematic Network, WP Report, Thematic network contract № ENK5-CT-2000-20336, Storage Technology Report: WP-ST6 Flywheel.
• [11] Schneuwly A., Gallay R.: Proceeding PCIM 2000, “Properties and applications of supercapacitors. From the state-of-the-art to future trends”.
• [12] Pat. US 6 084 767 (2000).
• [13] Elliott J., Paddison S.J.: Physical Chemistry Chemical Physics 2007, 9, 2602. http://dx.doi.org/10.1039/B701234A
• [14] http://www.jobike.it/Public/data/Daniele%20Consolini/2012517114032_Celgard_Product_Comparison_10002.pdf (data dostępu 20.04.2018).
• [15] http://www.asahi-kasei.co.jp (data dostępu 20.04.2018).
• [16] Arora P., Zhang Z.J.: Chemical Reviews 2004, 104, 4419. http://dx.doi.org/10.1021/cr020738u
• [17] Love C.T.: Journal of Power Sources 2011, 196, 2905. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2010.10.083
• [18] http://static.entek.com/Glassmat-US.pdf (data dostępu 23.04.2018).
• [19] Yang M., Hou J.: Membranes 2012, 2, 367. http://dx.doi.org/10.3390/membranes2030367
• [20] Osińska-Broniarz M., Martyła A., Sierczyńska A. i in.: Przemysł Chemiczny 2017, 96, 1000. http://dx.doi.org/10.15199/62.2017.6.11
• [21] Osińska M., Walkowiak M., Zalewska A. i in.: Journal of Membrane Science 2009, 326, 582. http://doi.org/10.1016/j.memsci.2008.10.036
• [22] Bhandavat R., Singh G.: ACS Applied Materials & Interfaces 2012, 4 (10), 5092. http://dx.doi.org/10.1021/am3015795
• [23] Kopczyk M., Osińska-Broniarz M.: Wiadomości Elektrotechniczne 2013, 816, 7.
• [24] Dmowski A.: „Energoelektroniczne układy zasilania prądem stałym w telekomunikacji i energetyce”, Wydawnictwo WNT, Warszawa 1998.
• [25] Jastrzębska G.: „Odnawialne źródła energii i pojazdy proekologiczne”, Wydawnictwo WNT, Warszawa 2007.
• [26] http://hobbyrobotyka.pl/jaki-akumulator-do-robota-wybrac/ogniwopb-budowa/ (data dostępu 27.03.2018).
• [27] Endoh H.: Journal of Power Sources 1996, 59, 51. http://dx.doi.org/10.1016/0378-7753(95)02300-3
• [28] Wada T., Hirashima T.: Journal of Power Sources 2002, 107, 201. http://doi.org/10.1016/S0378-7753(01)01006-0
• [29] http://www.bater.pl (data dostępu 17.08.2017).
• [30] http://www.exide.com (data dostępu 17.08.2017).
• [31] Ovshinsky S.R., Fetcenko M.A., Ross J.: Science 1993, 260 (5105), 176. http://dx.doi.org/10.1126/science.260.5105.176
• [32] Krivik P., Baca P.: “Electrochemical Energy Storage” w “Energy Storage – Technologies and Applications”, Chapter 3 (red. Zobaa A.F.), ISBN 978-953-51-0951-8. http://dx.doi.org/10.5772/52222
• [33] Wada M.: Polymers for Advanced Technologies 1994, 5, 645. http://doi.org/10.1002/pat.1994.220051003
• [34] Ikoma M., Hoshina Y., Matsumoto L., Iwakura C.: Journal of the Electrochemical Society 1996, 143, 1904. http://dx.doi.org/10.1149/1.1836922
• [35] Furukawa N.: Journal of Power Sources 1994, 51, 45. http://doi.org/10.1016/0378-7753(94)01928-2
• [36] Cook R.L., MacDuff R.C., Sammells A.F.: Journal of The Electrochemical Society 1990, 137, 607. http://dx.doi.org/10.1149/1.2086515
• [37] Chiarelli P., Lanata A., Carbone M.: Materials Science and Engineering: C 2009, 29, 899. http://doi.org/10.1016/j.msec.2008.07.036
• [38] Yang C-C.: Journal of Power Sources 2002, 109, 22. http://doi.org/10.1016/S0378-7753(02)00038-1
• [39] Zhang H., Zhang F., Wu J.: Reactive & Functional Polymers 2013, 73, 923. http://doi.org/10.1016/j.reactfunctpolym.2012.12.014
• [40] Osińska-Broniarz M., Mańczak R., Sierczyńska A. i in.: Chemik 2015, 69 (12), 852.
• [41] Mohamad A.A., Arof A.K.: Ionics 2008, 14, 415. http://dx.doi.org/10.1007/s11581-007-0186-8
• [42] Osińska-Broniarz M., Mańczak R., Martyła A. i in.: „Hydrożelowe elektrolity alkaliczne PVA/E-412. Innowacje w Polskiej Nauce – przegląd aktualnej tematyki badawczej branży chemicznej”, Wrocław 2015, ISBN 978-83-65357-28-1.
• [43] Yuan A., Zhao J.: Electrochimica Acta 2006, 51, 2454. http://doi.org/10.1016/j.electacta.2005.07.027
• [44] Li B., Lu X., Yuan J.: Ionics 2015, 21, 141. http://dx.doi.org/10.1007/s11581-014-1145-9
• [45] https://www.pcworld.pl/porada/Prad-z-powietrza-najnowsze-rozwiazania-w-zakresie-akumulatorow,394558.html (data dostępu 26.03.2018).
• [46] Chagnes A., Światowska J.: ”Lithium Process Chemistry. Resources, Extraction, Batteries, and Recycling”, Elsevier Inc., Amsterdam 2015, str. 125–185.
• [47] Peng H., Sun X., Weng W., Fang X.: “Polymer Materials for Energy and Electronic Applications”, Chapter 6, Elsevier Inc., 2017, p. 225.
• [48] Zhang S.S.: Journal of Power Sources 2007, 164, 351. http://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2006.10.065
• [49] Kalnaus S., Wang Y., Turner J.A.: Journal of Power Sources 2017, 348, 255. http://dx.doi.org/10.1016/j.jpowsour.2017.03.003
• [50] Shi C., Dai J., Shen X. i in.: Journal of Membrane Science 2016, 517, 91. http://doi.org/10.1016/j.memsci.2016.06.035
• [51] Shi C., Zhang P., Chen L. i in.: Journal of Power Sources 2014, 270, 547. http://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2014.07.142
• [52] Pistoia G.: “Lithium-Ion Batteries: Advances and Applications” 1st Ed., Elsevier, Amsterdam 2014, 1, pp. 16–18.
• [53] Liu F., Hashim N.A., Liu Y. i in.: Journal of Membrane Science 2011, 375, 1. http://dx.doi.org/10.1016/j.memsci.2011.03.014
• [54] Stephan A.M., Nahm K.S., Kulandainathan M.A. i in.: European Polymer Journal 2006, 42, 1728. http://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2006.02.006
• [55] Perzyna K., Borkowska R., Syzdek J. i in.: Electrochimica Acta 2011, 57, 58. http://doi.org/10.1016/j.electacta.2011.06.014
• [56] Szwarc-Rzepka K., Walkowiak M., Osińska-Broniarz M. i in.: Polimery 2013, 58, 748.
• [57] Stępniak I., Lewandowski A.: Przemysł Chemiczny 2001, 80, 395.
• [58] Osińska-Broniarz M., Martyla A., Rydzyńska B. i in.: Chemik 2014, 68, 459.
• [59] Muldoon J., Bucur C.B., Boaretto N. i in.: Polymer Reviews 2015, 55, 208. http://doi.org/10.1080/15583724.2015.1011966
• [60] Syzdek J., Armand M., Marcinek M. i in.: Electrochimica Acta 2010, 55, 1314. http://doi.org/10.1016/j.electacta.2009.04.025
• [61] Blazejczyk A., Szczupak M., Wieczorek W. i in.: Chemistry of Materials 2005, 17, 1535. http://dx.doi.org/10.1021/cm048679j
• [62] Niedzicki L., Kim J.-K., Scheers J.S. i in.: Journal of Power Sources 2013, 224, 93. http://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2012.09.029
• [63] http://naukawpolsce.pap.pl/aktualnosci/news%2C412321%2Cpolacy-opracowali-nowy-typ-ladowalnych-baterii.html (data dostępu 31.08.2018).

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019)