Na zlepšenie vášho zážitku používame cookies.Pokračovaním v prehliadaní tejto stránky súhlasíte s naším používaním cookies.Viac informácií.
S rastom odvetvia elektrických vozidiel (EV) rastie aj výskum a vývoj vysokokvalitných lítium-iónových batérií, ktoré ich poháňajú.Výskum a rozširovanie technológií rýchleho nabíjania a vybíjania, ako aj predlžovanie životnosti batérií sú kľúčovými úlohami pri jej vývoji.
Niekoľko faktorov, ako sú charakteristiky rozhrania elektróda-elektrolyt, difúzia lítiových iónov a pórovitosť elektródy, môže pomôcť prekonať tieto problémy a dosiahnuť rýchle nabíjanie a predĺženú životnosť.
Počas niekoľkých posledných rokov sa ako potenciálne anódové materiály pre lítium-iónové batérie objavili dvojrozmerné (2D) nanomateriály (doskové štruktúry s hrúbkou niekoľkých nanometrov).Tieto nanovrstvy majú vysokú hustotu aktívneho miesta a vysoký pomer strán, čo prispieva k rýchlemu nabíjaniu a vynikajúcim cyklickým charakteristikám.
Pozornosť vedeckej komunity pritiahli najmä dvojrozmerné nanomateriály založené na diboridoch prechodných kovov (TDM).Vďaka voštinovým rovinám atómov bóru a multivalentných prechodných kovov vykazujú TMD vysokú rýchlosť a dlhodobú stabilitu cyklov skladovania lítnych iónov.
V súčasnosti výskumný tím pod vedením Prof. Noriyoshi Matsumi z Japonského pokročilého inštitútu vedy a technológie (JAIST) a Prof. Kabir Jasuja z Indického technologického inštitútu (IIT) Gandhinagar pracuje na ďalšom skúmaní uskutočniteľnosti skladovania TMD.
Skupina uskutočnila prvú pilotnú štúdiu o skladovaní hierarchických nanovrstvov (THNS) diboridu titánu (TiB2) ako anódových materiálov pre lítium-iónové batérie.V tíme boli Rajashekar Badam, bývalý docent JAIST, Koichi Higashimin, technický expert JAIST, Akash Varma, bývalý postgraduálny študent JAIST, a Dr. Asha Lisa James, študentka IIT Gandhinagar.
Podrobnosti o ich výskume boli zverejnené v ACS Applied Nano Materials a budú dostupné online 19. septembra 2022.
TGNS sa získal oxidáciou prášku TiB2 peroxidom vodíka s následnou centrifugáciou a lyofilizáciou roztoku.
Naša práca vyniká v škálovateľnosti metód vyvinutých na syntézu týchto nanolistov TiB2.Na premenu akéhokoľvek nanomateriálu na hmatateľnú technológiu je limitujúcim faktorom škálovateľnosť.Naša syntetická metóda vyžaduje iba miešanie a nevyžaduje sofistikované vybavenie.Je to spôsobené rozpúšťaním a rekryštalizačným správaním TiB2, čo je náhodný objav, vďaka ktorému je táto práca sľubným mostom z laboratória do terénu.
Následne výskumníci navrhli anódový lítium-iónový poločlánok s použitím THNS ako aktívneho materiálu anódy a skúmali vlastnosti ukladania náboja anódy na báze THNS.
Vedci zistili, že anóda na báze THNS má vysokú vybíjaciu kapacitu 380 mAh/g pri prúdovej hustote iba 0,025 A/g.Okrem toho pozorovali vybíjaciu kapacitu 174 mAh/g pri vysokej prúdovej hustote 1A/g, zachovanie kapacity 89,7 % a dobu nabíjania 10 minút po 1000 cykloch.
Lítium-iónové anódy na báze THNS navyše dokážu vydržať veľmi vysoké prúdy, od približne 15 do 20 A/g, poskytujúce ultrarýchle nabíjanie za približne 9-14 sekúnd.Pri vysokých prúdoch presahuje zachovanie kapacity 80 % po 10 000 cykloch.
Výsledky tejto štúdie ukazujú, že 2D nanovrstvy TiB2 sú vhodnými kandidátmi na rýchle nabíjanie lítium-iónových batérií s dlhou životnosťou.Zdôrazňujú tiež výhody sypkých materiálov nanometrov, ako je TiB2, pre priaznivé vlastnosti vrátane vynikajúcej schopnosti vysokej rýchlosti, pseudokapacitného skladovania náboja a vynikajúceho výkonu pri cyklovaní.
Táto technológia rýchleho nabíjania môže urýchliť popularizáciu elektrických vozidiel a výrazne skrátiť čakaciu dobu na nabíjanie rôznych mobilných elektronických zariadení.Dúfame, že naše výsledky budú inšpiráciou pre ďalší výskum v tejto oblasti, ktorý môže v konečnom dôsledku priniesť pohodlie používateľom EV, znížiť znečistenie ovzdušia v mestách a zmierniť stres spojený s mobilným životom, čím sa zvýši produktivita našej spoločnosti.
Tím očakáva, že táto pozoruhodná technológia sa čoskoro začne používať v elektrických vozidlách a inej elektronike.
Varma, A., a kol.(2022) Hierarchické nanovrstvy na báze diboridu titánu ako anódové materiály pre lítium-iónové batérie.Aplikované nanomateriály ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
V tomto rozhovore na Pittcon 2023 vo Philadelphii, PA sme hovorili s Dr. Jeffrey Dickom o jeho práci v oblasti nízkoobjemovej chémie a nanoelektrochemických nástrojov.
AZoNano tu hovorí s Drigent Acoustics o výhodách, ktoré môže grafén priniesť akustickej a zvukovej technológii, a o tom, ako vzťah spoločnosti s jej vlajkovou loďou grafénu formoval jej úspech.
V tomto rozhovore Brian Crawford z KLA vysvetľuje všetko, čo je potrebné vedieť o nanoindentácii, súčasných výzvach, ktorým táto oblasť čelí, a ako ich prekonať.
Nový automatický vzorkovač AUTOsample-100 je kompatibilný so stolnými 100 MHz NMR spektrometrami.
Vistec SB3050-2 je najmodernejší systém e-lúčovej litografie s technológiou deformovateľného lúča pre široké spektrum aplikácií vo výskume a vývoji, prototypovaní a malosériovej výrobe.