Wij gebruiken cookies om uw ervaring te verbeteren.Als u doorgaat met surfen op deze site, gaat u akkoord met ons gebruik van cookies.Meer informatie.
Naarmate de industrie voor elektrische voertuigen (EV) groeit, groeit ook het onderzoek naar en de ontwikkeling van de hoogwaardige lithium-ionbatterijen die deze van stroom voorzien.Onderzoek en uitbreiding van technologieën voor snel opladen en ontladen, evenals het verlengen van de levensduur van de batterij, zijn sleuteltaken in de ontwikkeling ervan.
Verschillende factoren, zoals de kenmerken van het elektrode-elektrolyt-grensvlak, de diffusie van lithiumionen en de porositeit van de elektrode, kunnen deze problemen helpen overwinnen en een snelle oplading en een langere levensduur bewerkstelligen.
De afgelopen jaren zijn tweedimensionale (2D) nanomaterialen (plaatstructuren van enkele nanometers dik) naar voren gekomen als potentiële anodematerialen voor lithium-ionbatterijen.Deze nanosheets hebben een hoge actieve sitedichtheid en een hoge aspectverhouding, die bijdragen aan snel opladen en uitstekende fietseigenschappen.
Met name tweedimensionale nanomaterialen op basis van overgangsmetaaldiboriden (TDM) trokken de aandacht van de wetenschappelijke gemeenschap.Dankzij de honingraatvlakken van booratomen en multivalente overgangsmetalen vertonen TMD's hoge snelheid en stabiliteit op lange termijn van lithiumionopslagcycli.
Momenteel werkt een onderzoeksteam onder leiding van prof. Noriyoshi Matsumi van het Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) en prof. Kabir Jasuja van het Indian Institute of Technology (IIT) Gandhinagar aan het verder onderzoeken van de haalbaarheid van TMD-opslag.
De groep heeft de eerste pilotstudie uitgevoerd naar de opslag van hiërarchische nanosheets (THNS) van titaniumdiboride (TiB2) als anodematerialen voor lithium-ionbatterijen.Het team bestond uit Rajashekar Badam, voormalig hoofddocent van JAIST, Koichi Higashimin, technisch expert van JAIST, Akash Varma, voormalig afgestudeerde student van JAIST, en Dr. Asha Lisa James, student van IIT Gandhinagar.
Details van hun onderzoek zijn gepubliceerd in ACS Applied Nano Materials en zullen op 19 september 2022 online beschikbaar zijn.
TGNS werd verkregen door oxidatie van TiB2-poeder met waterstofperoxide, gevolgd door centrifugatie en lyofilisatie van de oplossing.
Wat ons werk zo bijzonder maakt, is de schaalbaarheid van de methoden die zijn ontwikkeld om deze TiB2-nanosheets te synthetiseren.Om van welk nanomateriaal dan ook een tastbare technologie te maken, is schaalbaarheid de beperkende factor.Onze synthetische methode vereist alleen roeren en vereist geen geavanceerde apparatuur.Dit komt door het oplossings- en herkristallisatiegedrag van TiB2, een toevallige ontdekking die dit werk tot een veelbelovende brug van het laboratorium naar het veld maakt.
Vervolgens ontwierpen de onderzoekers een anode-lithium-ion-halfcel met THNS als het actieve anodemateriaal en onderzochten ze de ladingsopslageigenschappen van de op THNS gebaseerde anode.
De onderzoekers ontdekten dat de op THNS gebaseerde anode een hoge ontladingscapaciteit heeft van 380 mAh/g bij een stroomdichtheid van slechts 0,025 A/g.Bovendien observeerden ze een ontlaadcapaciteit van 174mAh/g bij een hoge stroomdichtheid van 1A/g, een capaciteitsbehoud van 89,7% en een oplaadtijd van 10 minuten na 1000 cycli.
Bovendien zijn op THNS gebaseerde lithium-ionanodes bestand tegen zeer hoge stromen, van ongeveer 15 tot 20 A/g, waardoor ultrasnel opladen mogelijk is in ongeveer 9-14 seconden.Bij hoge stromen bedraagt ​​het capaciteitsbehoud na 10.000 cycli meer dan 80%.
De resultaten van dit onderzoek laten zien dat 2D TiB2-nanosheets geschikte kandidaten zijn voor het snel opladen van lithium-ionbatterijen met een lange levensduur.Ze benadrukken ook de voordelen van bulkmaterialen op nanoschaal, zoals TiB2, vanwege de gunstige eigenschappen, waaronder uitstekende hogesnelheidscapaciteiten, pseudocapacitieve ladingsopslag en uitstekende fietsprestaties.
Deze snellaadtechnologie kan de populariteit van elektrische voertuigen versnellen en de wachttijd voor het opladen van verschillende mobiele elektronische apparaten aanzienlijk verkorten.We hopen dat onze resultaten verder onderzoek op dit gebied zullen inspireren, wat uiteindelijk gemak kan bieden aan EV-gebruikers, de stedelijke luchtvervuiling kan verminderen en de stress die gepaard gaat met het mobiele leven kan verlichten, waardoor de productiviteit van onze samenleving kan toenemen.
Het team verwacht dat deze opmerkelijke technologie binnenkort in elektrische voertuigen en andere elektronica zal worden gebruikt.
Varma, A., et al.(2022) Hiërarchische nanosheets op basis van titaniumdiboride als anodematerialen voor lithium-ionbatterijen.Toegepaste nanomaterialen ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
In dit interview op Pittcon 2023 in Philadelphia, PA, spraken we met Dr. Jeffrey Dick over zijn werk op het gebied van laagvolumechemie en nano-elektrochemische hulpmiddelen.
Hier praat AZoNano met Drigent Acoustics over de voordelen die grafeen kan bieden voor akoestische en audiotechnologie, en hoe de relatie van het bedrijf met zijn grafeen-vlaggenschip zijn succes heeft bepaald.
In dit interview legt Brian Crawford van KLA alles uit wat er te weten valt over nano-indentatie, de huidige uitdagingen waarmee het veld wordt geconfronteerd, en hoe deze te overwinnen.
De nieuwe AUTOsample-100 autosampler is compatibel met tafelmodel 100 MHz NMR-spectrometers.
De Vistec SB3050-2 is een geavanceerd e-beam lithografiesysteem met vervormbare straaltechnologie voor een breed scala aan toepassingen in onderzoek en ontwikkeling, prototyping en kleinschalige productie.