Vi bruger cookies til at forbedre din oplevelse.Ved at fortsætte med at browse på denne side accepterer du vores brug af cookies.Mere information.
Efterhånden som elbilindustrien (EV) vokser, vokser forskningen og udviklingen af ​​de højkvalitets lithium-ion-batterier, der driver dem.Forskning og udvidelse af teknologier til hurtig opladning og afladning samt forlængelse af batteriets levetid er nøgleopgaver i udviklingen.
Adskillige faktorer, såsom elektrode-elektrolyt-grænsefladekarakteristika, lithiumiondiffusion og elektrodeporøsitet, kan hjælpe med at overvinde disse problemer og opnå hurtig opladning og forlænget levetid.
I løbet af de sidste par år er todimensionelle (2D) nanomaterialer (arkstrukturer på få nanometer tykke) dukket op som potentielle anodematerialer til lithium-ion-batterier.Disse nanoark har en høj aktiv sitetæthed og højt billedformat, som bidrager til hurtig opladning og fremragende cykelegenskaber.
Især todimensionelle nanomaterialer baseret på overgangsmetaldiborider (TDM) tiltrak sig det videnskabelige samfunds opmærksomhed.Takket være honeycomb-planerne af boratomer og multivalente overgangsmetaller udviser TMD'er høj hastighed og langsigtet stabilitet af lithiumion-lagringscyklusser.
I øjeblikket arbejder et forskerhold ledet af prof. Noriyoshi Matsumi fra Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) og prof. Kabir Jasuja fra Indian Institute of Technology (IIT) Gandhinagar på yderligere at udforske gennemførligheden af ​​TMD-lagring.
Gruppen har gennemført den første pilotundersøgelse om opbevaring af titandiborid (TiB2) hierarkiske nanoplader (THNS) som anodematerialer til lithium-ion-batterier.Holdet omfattede Rajashekar Badam, tidligere JAIST-lektor, Koichi Higashimin, JAIST Technical Expert, Akash Varma, tidligere JAIST-kandidatstuderende, og Dr. Asha Lisa James, IIT Gandhinagar-studerende.
Detaljer om deres forskning er blevet offentliggjort i ACS Applied Nano Materials og vil være tilgængelige online den 19. september 2022.
TGNS blev opnået ved oxidation af TiB2-pulver med hydrogenperoxid efterfulgt af centrifugering og lyofilisering af opløsningen.
Det, der får vores arbejde til at skille sig ud, er skalerbarheden af ​​de metoder, der er udviklet til at syntetisere disse TiB2 nanoark.For at gøre ethvert nanomateriale til en håndgribelig teknologi, er skalerbarhed den begrænsende faktor.Vores syntetiske metode kræver kun omrøring og kræver ikke sofistikeret udstyr.Dette skyldes opløsnings- og rekrystalliseringsadfærden af ​​TiB2, hvilket er en utilsigtet opdagelse, der gør dette arbejde til en lovende bro fra laboratoriet til marken.
Efterfølgende designede forskerne en anode lithium-ion halvcelle med THNS som det aktive anodemateriale og undersøgte ladningslagringsegenskaberne for den THNS-baserede anode.
Forskerne erfarede, at den THNS-baserede anode har en høj afladningskapacitet på 380 mAh/g ved en strømtæthed på kun 0,025 A/g.Derudover observerede de en afladningskapacitet på 174mAh/g ved en høj strømtæthed på 1A/g, en kapacitetsretention på 89,7% og en opladningstid på 10 minutter efter 1000 cyklusser.
Derudover kan THNS-baserede lithium-ion-anoder modstå meget høje strømme, fra omkring 15 til 20 A/g, hvilket giver ultrahurtig opladning på omkring 9-14 sekunder.Ved høje strømme overstiger kapacitetsretentionen 80 % efter 10.000 cyklusser.
Resultaterne af denne undersøgelse viser, at 2D TiB2 nanoark er egnede kandidater til hurtigopladning af lithium-ion-batterier med lang levetid.De fremhæver også fordelene ved bulkmaterialer i nanoskala såsom TiB2 for gunstige egenskaber, herunder fremragende højhastighedskapacitet, pseudokapacitiv ladningslagring og fremragende cykelydelse.
Denne hurtigopladningsteknologi kan fremskynde populariseringen af ​​elektriske køretøjer og i høj grad reducere ventetiden for opladning af forskellige mobile elektroniske enheder.Vi håber, at vores resultater vil inspirere til yderligere forskning på dette område, som i sidste ende kan bringe bekvemmelighed til EV-brugere, reducere luftforurening i byer og lindre stress forbundet med mobilt liv og derved øge produktiviteten i vores samfund.
Holdet forventer, at denne bemærkelsesværdige teknologi snart vil blive brugt i elektriske køretøjer og anden elektronik.
Varma, A., et al.(2022) Hierarkiske nanoark baseret på titandiborid som anodematerialer til lithium-ion-batterier.Anvendte nanomaterialer ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
I dette interview på Pittcon 2023 i Philadelphia, PA, talte vi med Dr. Jeffrey Dick om hans arbejde med lavvolumenkemi og nanoelektrokemiske værktøjer.
Her taler AZoNano med Drigent Acoustics om de fordele, grafen kan give til akustisk og lydteknologi, og hvordan virksomhedens forhold til sit grafen-flagskib har formet sin succes.
I dette interview forklarer KLAs Brian Crawford alt, hvad der er at vide om nanoindentation, de aktuelle udfordringer, som feltet står over for, og hvordan man overvinder dem.
Den nye AUTOsample-100 autosampler er kompatibel med benchtop 100 MHz NMR-spektrometre.
Vistec SB3050-2 er et state-of-the-art e-beam litografisystem med deformerbar stråleteknologi til en lang række anvendelser inden for forskning og udvikling, prototyping og småskala produktion.