Pro zlepšení vašeho zážitku používáme soubory cookie.Pokračováním v procházení tohoto webu souhlasíte s naším používáním souborů cookie.Více informací.
S růstem odvětví elektrických vozidel (EV) roste i výzkum a vývoj vysoce kvalitních lithium-iontových baterií, které je napájejí.Výzkum a rozšiřování technologií rychlého nabíjení a vybíjení a také prodlužování životnosti baterií jsou klíčové úkoly při jejím vývoji.
Několik faktorů, jako jsou charakteristiky rozhraní elektroda-elektrolyt, difúze lithných iontů a porozita elektrody, může pomoci překonat tyto problémy a dosáhnout rychlého nabíjení a prodloužené životnosti.
Během několika posledních let se jako potenciální anodové materiály pro lithium-iontové baterie objevily dvourozměrné (2D) nanomateriály (listové struktury o tloušťce několika nanometrů).Tyto nanovrstvy mají vysokou hustotu aktivního místa a vysoký poměr stran, což přispívá k rychlému nabíjení a vynikajícím cyklickým charakteristikám.
Pozornost vědecké komunity přitahovaly zejména dvourozměrné nanomateriály založené na diboridech přechodných kovů (TDM).Díky voštinovým rovinám atomů boru a multivalentních přechodných kovů vykazují TMD vysokou rychlost a dlouhodobou stabilitu cyklů skladování lithných iontů.
V současné době výzkumný tým vedený prof. Noriyoshi Matsumi z Japonského pokročilého institutu vědy a technologie (JAIST) a profesorem Kabir Jasuja z Indického technologického institutu (IIT) Gandhinagar pracuje na dalším prozkoumání proveditelnosti skladování TMD.
Skupina provedla první pilotní studii o skladování hierarchických nanovrství (THNS) diboridu titanu (TiB2) jako anodových materiálů pro lithium-iontové baterie.V týmu byli Rajashekar Badam, bývalý docent JAIST, Koichi Higashimin, technický expert JAIST, Akash Varma, bývalý postgraduální student JAIST, a Dr. Asha Lisa James, studentka IIT Gandhinagar.
Podrobnosti o jejich výzkumu byly zveřejněny v ACS Applied Nano Materials a budou k dispozici online 19. září 2022.
TGNS byl získán oxidací prášku TiB2 peroxidem vodíku s následnou centrifugací a lyofilizací roztoku.
To, co naši práci vyniká, je škálovatelnost metod vyvinutých k syntéze těchto nanovrstvy TiB2.Pro přeměnu jakéhokoli nanomateriálu na hmatatelnou technologii je limitujícím faktorem škálovatelnost.Naše syntetická metoda vyžaduje pouze míchání a nevyžaduje sofistikované vybavení.To je způsobeno chováním TiB2 při rozpouštění a rekrystalizaci, což je náhodný objev, který z této práce dělá slibný most z laboratoře do terénu.
Následně výzkumníci navrhli anodový lithium-iontový poločlánek využívající THNS jako aktivní materiál anody a zkoumali vlastnosti uchovávání náboje anody na bázi THNS.
Vědci zjistili, že anoda na bázi THNS má vysokou vybíjecí kapacitu 380 mAh/g při proudové hustotě pouze 0,025 A/g.Kromě toho pozorovali vybíjecí kapacitu 174 mAh/g při vysoké proudové hustotě 1A/g, zachování kapacity 89,7 % a dobu nabíjení 10 minut po 1000 cyklech.
Lithium-iontové anody na bázi THNS navíc dokážou odolat velmi vysokým proudům, od přibližně 15 do 20 A/g, a poskytují ultra rychlé nabíjení za přibližně 9-14 sekund.Při vysokých proudech překračuje zachování kapacity 80 % po 10 000 cyklech.
Výsledky této studie ukazují, že 2D nanovrstvy TiB2 jsou vhodnými kandidáty pro rychlé nabíjení lithium-iontových baterií s dlouhou životností.Zdůrazňují také výhody sypkých materiálů v nanoměřítku, jako je TiB2, pro příznivé vlastnosti včetně vynikající schopnosti vysoké rychlosti, pseudokapacitního ukládání náboje a vynikajícího cyklického výkonu.
Tato technologie rychlého nabíjení může urychlit popularizaci elektromobilů a výrazně zkrátit dobu čekání na nabíjení různých mobilních elektronických zařízení.Doufáme, že naše výsledky budou inspirací pro další výzkum v této oblasti, který může v konečném důsledku přinést pohodlí uživatelům EV, snížit znečištění městského ovzduší a zmírnit stres spojený s mobilním životem, a tím zvýšit produktivitu naší společnosti.
Tým očekává, že tato pozoruhodná technologie bude brzy použita v elektrických vozidlech a další elektronice.
Varma, A., a kol.(2022) Hierarchické nanovrstvy na bázi diboridu titanu jako anodové materiály pro lithium-iontové baterie.Aplikované nanomateriály ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
V tomto rozhovoru na Pittconu 2023 ve Philadelphii, PA jsme hovořili s Dr. Jeffrey Dickem o jeho práci v oblasti nízkoobjemové chemie a nanoelektrochemických nástrojů.
Zde AZoNano hovoří s Drigent Acoustics o výhodách, které může grafen přinést akustické a zvukové technologii, a o tom, jak vztah společnosti s její grafenovou vlajkovou lodí formoval její úspěch.
Brian Crawford z KLA v tomto rozhovoru vysvětluje vše, co je třeba vědět o nanoindentaci, současných výzvách, kterým tento obor čelí, a jak je překonat.
Nový automatický vzorkovač AUTOsample-100 je kompatibilní se stolními 100 MHz NMR spektrometry.
Vistec SB3050-2 je nejmodernější e-paprskový litografický systém s technologií deformovatelného paprsku pro širokou škálu aplikací ve výzkumu a vývoji, prototypování a malosériové výrobě.