Folosim cookie-uri pentru a vă îmbunătăți experiența.Continuând să navigați pe acest site, sunteți de acord cu utilizarea cookie-urilor.Mai multe informatii.
Pe măsură ce industria vehiculelor electrice (EV) crește, la fel crește și cercetarea și dezvoltarea bateriilor litiu-ion de înaltă calitate care le alimentează.Cercetarea și extinderea tehnologiilor de încărcare și descărcare rapidă, precum și extinderea duratei de viață a bateriei, sunt sarcini cheie în dezvoltarea sa.
Mai mulți factori, cum ar fi caracteristicile interfeței electrod-electrolit, difuzia ionilor de litiu și porozitatea electrodului, pot ajuta la depășirea acestor probleme și la o încărcare rapidă și o durată de viață extinsă.
În ultimii câțiva ani, nanomaterialele bidimensionale (2D) (structuri de foi de câțiva nanometri grosime) au apărut ca potențiale materiale anodice pentru bateriile litiu-ion.Aceste nanofoaie au o densitate ridicată a site-ului activ și un raport de aspect ridicat, care contribuie la încărcarea rapidă și la caracteristici excelente de ciclism.
În special, nanomaterialele bidimensionale pe bază de diboruri ale metalelor de tranziție (TDM) au atras atenția comunității științifice.Datorită planurilor de tip fagure ale atomilor de bor și ale metalelor de tranziție multivalente, TMD-urile prezintă o viteză mare și o stabilitate pe termen lung a ciclurilor de stocare a ionilor de litiu.
În prezent, o echipă de cercetare condusă de prof. Noriyoshi Matsumi de la Institutul Avansat de Știință și Tehnologie din Japonia (JAIST) și prof. Kabir Jasuja de la Institutul Indian de Tehnologie (IIT) Gandhinagar lucrează pentru a explora în continuare fezabilitatea stocării TMD.
Grupul a efectuat primul studiu pilot privind stocarea nanofoilor ierarhice (THNS) cu diborură de titan (TiB2) ca materiale anodice pentru bateriile litiu-ion.Echipa a inclus Rajashekar Badam, fost profesor principal JAIST, Koichi Higashimin, expert tehnic JAIST, Akash Varma, fost student absolvent JAIST, și Dr. Asha Lisa James, student IIT Gandhinagar.
Detaliile cercetării lor au fost publicate în ACS Applied Nano Materials și vor fi disponibile online pe 19 septembrie 2022.
TGNS a fost obținut prin oxidarea pulberii de TiB2 cu peroxid de hidrogen urmată de centrifugare și liofilizarea soluției.
Ceea ce face ca munca noastră să iasă în evidență este scalabilitatea metodelor dezvoltate pentru a sintetiza aceste nanofoi TiB2.Pentru a transforma orice nanomaterial într-o tehnologie tangibilă, scalabilitatea este factorul limitativ.Metoda noastră sintetică necesită doar agitare și nu necesită echipament sofisticat.Acest lucru se datorează comportamentului de dizolvare și recristalizare a TiB2, care este o descoperire accidentală care face din această lucrare o punte promițătoare de la laborator la teren.
Ulterior, cercetătorii au proiectat o semicelulă anod litiu-ion folosind THNS ca material activ anod și au investigat proprietățile de stocare a sarcinii anodului pe bază de THNS.
Cercetătorii au aflat că anodul pe bază de THNS are o capacitate mare de descărcare de 380 mAh/g la o densitate de curent de numai 0,025 A/g.În plus, au observat o capacitate de descărcare de 174 mAh/g la o densitate mare de curent de 1 A/g, o reținere a capacității de 89,7% și un timp de încărcare de 10 minute după 1000 de cicluri.
În plus, anozii de litiu-ion pe bază de THNS pot rezista la curenți foarte mari, de la aproximativ 15 la 20 A/g, oferind încărcare ultra-rapidă în aproximativ 9-14 secunde.La curenți mari, reținerea capacității depășește 80% după 10.000 de cicluri.
Rezultatele acestui studiu arată că nanofoile 2D TiB2 sunt candidați potriviți pentru încărcarea rapidă a bateriilor litiu-ion cu durată lungă de viață.Ele evidențiază, de asemenea, beneficiile materialelor în vrac la scară nanometrică, cum ar fi TiB2, pentru proprietăți favorabile, inclusiv capacitate excelentă de viteză mare, stocare a încărcăturii pseudocapacitive și performanțe excelente de ciclism.
Această tehnologie de încărcare rapidă poate accelera popularizarea vehiculelor electrice și poate reduce foarte mult timpul de așteptare pentru încărcarea diferitelor dispozitive electronice mobile.Sperăm că rezultatele noastre vor inspira cercetări suplimentare în acest domeniu, care în cele din urmă pot aduce confort utilizatorilor de vehicule electrice, pot reduce poluarea aerului urban și pot atenua stresul asociat vieții mobile, crescând astfel productivitatea societății noastre.
Echipa se așteaptă ca această tehnologie remarcabilă să fie utilizată în curând în vehiculele electrice și alte componente electronice.
Varma, A., et al.(2022) Nanofoi ierarhice bazate pe diborura de titan ca materiale anodice pentru bateriile litiu-ion.Nanomateriale aplicate ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
În acest interviu la Pittcon 2023 din Philadelphia, PA, am vorbit cu Dr. Jeffrey Dick despre munca sa în domeniul chimiei de volum redus și instrumentelor nanoelectrochimice.
Aici, AZoNano vorbește cu Drigent Acoustics despre beneficiile pe care grafenul le poate aduce tehnologiei acustice și audio și despre modul în care relația companiei cu emblema sa de grafen i-a modelat succesul.
În acest interviu, Brian Crawford de la KLA explică tot ce trebuie să știți despre nanodentație, provocările actuale cu care se confruntă acest domeniu și cum să le depășim.
Noul autosampler AUTOsample-100 este compatibil cu spectrometrele RMN de banc de 100 MHz.
Vistec SB3050-2 este un sistem de litografie cu fascicul electronic de ultimă generație cu tehnologie de fascicul deformabil pentru o gamă largă de aplicații în cercetare și dezvoltare, prototipare și producție la scară mică.