אנו משתמשים בעוגיות כדי לשפר את החוויה שלך.על ידי המשך הגלישה באתר זה, אתה מסכים לשימוש שלנו בעוגיות.עוד מידע.
ככל שתעשיית הרכב החשמלי (EV) גדלה, כך גם המחקר והפיתוח של סוללות הליתיום-יון האיכותיות שמניעות אותן.מחקר והרחבה של טכנולוגיות טעינה ופריקה מהירה, כמו גם הארכת חיי הסוללה, הם משימות מפתח בפיתוחה.
מספר גורמים, כגון מאפייני ממשק אלקטרודה-אלקטרוליט, פיזור יון ליתיום ונקבוביות אלקטרודה, יכולים לעזור להתגבר על בעיות אלו ולהשיג טעינה מהירה וחיים ארוכים.
במהלך השנים האחרונות, ננו-חומרים דו-ממדיים (2D) (מבני גיליון בעובי של כמה ננומטרים) הופיעו כחומרי אנודה פוטנציאליים עבור סוללות ליתיום-יון.לגליונות הננו הללו יש צפיפות אתר פעילה גבוהה ויחס רוחב-גובה גבוה, התורמים לטעינה מהירה ולמאפייני רכיבה מעולים.
במיוחד, ננו-חומרים דו מימדיים המבוססים על דיבורידים מתכת מעבר (TDM) משכו את תשומת הלב של הקהילה המדעית.הודות למישורי חלת הדבש של אטומי בורון ומתכות מעבר רב ערכיות, TMDs מציגים מהירות גבוהה ויציבות ארוכת טווח של מחזורי אחסון יוני ליתיום.
נכון לעכשיו, צוות מחקר בראשות פרופ' Noriyoshi Matsumi מהמכון המתקדם למדע וטכנולוגיה של יפן (JAIST) ופרופ' Kabir Jasuja מהמכון ההודי לטכנולוגיה (IIT) Gandhinagar פועלים כדי להמשיך ולחקור את ההיתכנות של אחסון TMD.
הקבוצה ערכה את מחקר הפיילוט הראשון על אחסון של ננו-דיבוריד (TiB2) היררכיים (THNS) כחומרי אנודה לסוללות ליתיום-יון.הצוות כלל את Rajashekar Badam, לשעבר מרצה בכיר JAIST, Koichi Higashimin, JAIST טכני מומחה, Akash Varma, סטודנט לתואר שני ב-JAIST לשעבר, וד"ר אשה ליסה ג'יימס, סטודנטית IIT Gandhinagar.
פרטים על המחקר שלהם פורסמו ב-ACS Applied Nano Materials ויהיו זמינים באינטרנט ב-19 בספטמבר 2022.
TGNS התקבל על ידי חמצון של אבקת TiB2 עם מי חמצן ולאחר מכן צנטריפוגה וליאופיליזציה של התמיסה.
מה שמייחד את העבודה שלנו הוא יכולת ההרחבה של השיטות שפותחו כדי לסנתז את גיליונות הננו TiB2 הללו.כדי להפוך כל ננו-חומר לטכנולוגיה מוחשית, מדרגיות היא הגורם המגביל.השיטה הסינתטית שלנו דורשת רק ערבול ואינה דורשת ציוד מתוחכם.זה נובע מהתנהגות הפירוק והתגבשות מחדש של TiB2, שהיא גילוי מקרי שהופך את העבודה הזו לגשר מבטיח מהמעבדה לשטח.
לאחר מכן, החוקרים תכננו חצי תא ליתיום-יון אנודה תוך שימוש ב-THNS כחומר הפעיל לאנודה וחקרו את תכונות אחסון המטען של האנודה המבוססת על THNS.
החוקרים למדו כי לאנודה המבוססת על THNS קיבולת פריקה גבוהה של 380 mAh/g בצפיפות זרם של 0.025 A/g בלבד.בנוסף, הם צפו בקיבולת פריקה של 174mAh/g בצפיפות זרם גבוהה של 1A/g, שימור קיבולת של 89.7% וזמן טעינה של 10 דקות לאחר 1000 מחזורים.
בנוסף, אנודות ליתיום-יון מבוססות THNS יכולות לעמוד בפני זרמים גבוהים מאוד, מכ-15 עד 20 A/g, ומספקות טעינה מהירה במיוחד תוך כ-9-14 שניות.בזרמים גבוהים, שימור הקיבולת עולה על 80% לאחר 10,000 מחזורים.
תוצאות מחקר זה מראות שגליונות ננו דו-ממדיים TiB2 הם מועמדים מתאימים לטעינה מהירה של סוללות ליתיום-יון עם אורך חיים ארוך.הם גם מדגישים את היתרונות של חומרים בתפזורת ננומטרית כגון TiB2 עבור תכונות חיוביות כולל יכולת מעולה במהירות גבוהה, אחסון מטען פסאודו-קבילי וביצועי רכיבה מעולים.
טכנולוגיית טעינה מהירה זו יכולה להאיץ את הפופולריות של כלי רכב חשמליים ולהפחית במידה ניכרת את זמן ההמתנה לטעינת מכשירים אלקטרוניים ניידים שונים.אנו מקווים שהתוצאות שלנו יהוו השראה למחקר נוסף בתחום זה, אשר בסופו של דבר יכול להביא נוחות למשתמשי EV, להפחית את זיהום האוויר העירוני, ולהקל על הלחץ הקשור לחיים ניידים, ובכך להגדיל את הפרודוקטיביות של החברה שלנו.
הצוות מצפה שהטכנולוגיה המדהימה הזו תשמש בכלי רכב חשמליים ואלקטרוניקה אחרת בקרוב.
Varma, A., et al.(2022) גיליונות ננו היררכיים המבוססים על טיטניום דיבוריד כחומרי אנודה לסוללות ליתיום-יון.ננו-חומרים יישומיים ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
בראיון זה ב-Pittcon 2023 בפילדלפיה, הרשות הפלסטינית, דיברנו עם ד"ר ג'פרי דיק על עבודתו בכימיה בנפח נמוך וכלים ננו-אלקטרוכימיים.
כאן, AZoNano מדברת עם Drigent Acoustics על היתרונות שגרפן יכול להביא לטכנולוגיית אקוסטית ואודיו, וכיצד מערכת היחסים של החברה עם ספינת הדגל של הגרפן עיצבה את הצלחתה.
בריאיון זה, בריאן קרופורד של KLA מסביר את כל מה שצריך לדעת על ננו-אינדנטציה, האתגרים הנוכחיים העומדים בפני השטח וכיצד להתגבר עליהם.
הדגימה האוטומטית החדשה של AUTOsample-100 תואמת לספקטרומטרים NMR של 100 מגה-הרץ.
ה-Vistec SB3050-2 היא מערכת ליטוגרפיה אלקטרונית מתקדמת עם טכנולוגיית קרן ניתנת לעיוות עבור מגוון רחב של יישומים במחקר ופיתוח, אב טיפוס וייצור בקנה מידה קטן.