Używamy plików cookie, aby poprawić Twoje doświadczenia.Kontynuując przeglądanie tej witryny, wyrażasz zgodę na używanie przez nas plików cookie.Więcej informacji.
Wraz z rozwojem branży pojazdów elektrycznych (EV) rozwijają się badania i rozwój wysokiej jakości akumulatorów litowo-jonowych, które je zasilają.Badania i rozwój technologii szybkiego ładowania i rozładowywania, a także wydłużania żywotności akumulatorów to kluczowe zadania w jego rozwoju.
Kilka czynników, takich jak charakterystyka granicy faz elektroda-elektrolit, dyfuzja jonów litu i porowatość elektrody, może pomóc przezwyciężyć te problemy i osiągnąć szybkie ładowanie i dłuższą żywotność.
W ciągu ostatnich kilku lat dwuwymiarowe (2D) nanomateriały (struktury arkuszowe o grubości kilku nanometrów) okazały się potencjalnymi materiałami anodowymi do akumulatorów litowo-jonowych.Te nanoarkusze mają wysoką gęstość miejsca aktywnego i wysoki współczynnik kształtu, co przyczynia się do szybkiego ładowania i doskonałych właściwości cyklicznych.
W szczególności uwagę społeczności naukowej przyciągnęły dwuwymiarowe nanomateriały na bazie diborków metali przejściowych (TDM).Dzięki płaszczyznom plastra miodu atomów boru i wielowartościowych metali przejściowych TMD charakteryzują się dużą szybkością i długoterminową stabilnością cykli przechowywania jonów litu.
Obecnie zespół badawczy kierowany przez prof. Noriyoshi Matsumi z Japońskiego Zaawansowanego Instytutu Nauki i Technologii (JAIST) i prof. Kabira Jasuja z Indyjskiego Instytutu Technologii (IIT) Gandhinagar pracuje nad dalszym zbadaniem wykonalności przechowywania TMD.
Grupa przeprowadziła pierwsze badanie pilotażowe dotyczące przechowywania hierarchicznych nanoarkuszów (THNS) z diborku tytanu (TiB2) jako materiałów anodowych do akumulatorów litowo-jonowych.W skład zespołu weszli Rajashekar Badam, były starszy wykładowca JAIST, Koichi Higashimin, ekspert techniczny JAIST, Akash Varma, były absolwent JAIST i dr Asha Lisa James, studentka IIT Gandhinagar.
Szczegóły ich badań zostały opublikowane w czasopiśmie ACS Applied Nano Materials i będą dostępne w Internecie 19 września 2022 r.
TGNS otrzymano poprzez utlenianie proszku TiB2 nadtlenkiem wodoru, a następnie odwirowanie i liofilizację roztworu.
To, co wyróżnia naszą pracę, to skalowalność metod opracowanych w celu syntezy nanocząstek TiB2.Aby przekształcić dowolny nanomateriał w namacalną technologię, czynnikiem ograniczającym jest skalowalność.Nasza metoda syntetyczna wymaga jedynie mieszania i nie wymaga skomplikowanego sprzętu.Wynika to z rozpuszczania i rekrystalizacji TiB2, co jest przypadkowym odkryciem, które sprawia, że ​​ta praca stanowi obiecujący pomost z laboratorium do terenu.
Następnie badacze zaprojektowali anodowe półogniwo litowo-jonowe, wykorzystując THNS jako materiał aktywny anody i zbadali właściwości przechowywania ładunku anody opartej na THNS.
Naukowcy dowiedzieli się, że anoda na bazie THNS ma wysoką zdolność rozładowania wynoszącą 380 mAh/g przy gęstości prądu wynoszącej zaledwie 0,025 A/g.Ponadto zaobserwowali pojemność rozładowania wynoszącą 174 mAh/g przy dużej gęstości prądu 1 A/g, utrzymanie pojemności na poziomie 89,7% i czas ładowania wynoszący 10 minut po 1000 cyklach.
Ponadto anody litowo-jonowe na bazie THNS wytrzymują bardzo wysokie prądy, od około 15 do 20 A/g, zapewniając ultraszybkie ładowanie w około 9-14 sekund.Przy dużych prądach zachowanie pojemności przekracza 80% po 10 000 cykli.
Wyniki tego badania pokazują, że nanocząstki 2D TiB2 są odpowiednimi kandydatami do szybkiego ładowania akumulatorów litowo-jonowych o długiej żywotności.Podkreślają także zalety materiałów sypkich w skali nano, takich jak TiB2, w zakresie korzystnych właściwości, w tym doskonałej zdolności do dużych prędkości, pseudopojemnościowego przechowywania ładunku i doskonałej wydajności cyklicznej.
Ta technologia szybkiego ładowania może przyspieszyć popularyzację pojazdów elektrycznych i znacznie skrócić czas oczekiwania na ładowanie różnych mobilnych urządzeń elektronicznych.Mamy nadzieję, że nasze wyniki zainspirują do dalszych badań w tym obszarze, co ostatecznie może zapewnić wygodę użytkownikom pojazdów elektrycznych, zmniejszyć zanieczyszczenie powietrza w miastach i złagodzić stres związany z życiem mobilnym, zwiększając w ten sposób produktywność naszego społeczeństwa.
Zespół spodziewa się, że ta niezwykła technologia zostanie wkrótce zastosowana w pojazdach elektrycznych i innych urządzeniach elektronicznych.
Varma, A. i in.(2022) Hierarchiczne nanocząstki na bazie dwuborku tytanu jako materiałów anodowych do akumulatorów litowo-jonowych.Zastosowane nanomateriały ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
Podczas wywiadu przeprowadzonego na Pittcon 2023 w Filadelfii w Pensylwanii rozmawialiśmy z dr Jeffreyem Dickiem o jego pracy w zakresie chemii niskonakładowej i narzędzi nanoelektrochemicznych.
Tutaj AZoNano rozmawia z Drigent Acoustics o korzyściach, jakie grafen może wnieść do technologii akustycznej i audio oraz o tym, jak relacje firmy z jej flagowym produktem grafenowym ukształtowały jej sukces.
W tym wywiadzie Brian Crawford z KLA wyjaśnia wszystko, co należy wiedzieć o nanoindentacjach, bieżących wyzwaniach stojących przed tą dziedziną oraz sposobach ich przezwyciężenia.
Nowy autosampler AUTOsample-100 jest kompatybilny ze stacjonarnymi spektrometrami NMR 100 MHz.
Vistec SB3050-2 to najnowocześniejszy system do litografii za pomocą wiązki elektronów z technologią wiązki odkształcalnej do szerokiego zakresu zastosowań w badaniach i rozwoju, prototypowaniu i produkcji na małą skalę.