Vi använder cookies för att förbättra din upplevelse.Genom att fortsätta att surfa på denna sida godkänner du vår användning av cookies.Mer information.
I takt med att elfordonsindustrin (EV) växer, växer forskningen och utvecklingen av högkvalitativa litiumjonbatterier som driver dem.Forskning och expansion av snabbladdnings- och urladdningstekniker, samt förlängning av batterilivslängden, är nyckeluppgifter i dess utveckling.
Flera faktorer, såsom elektrod-elektrolytgränssnittsegenskaper, litiumjondiffusion och elektrodporositet, kan hjälpa till att övervinna dessa problem och uppnå snabb laddning och förlängd livslängd.
Under de senaste åren har tvådimensionella (2D) nanomaterial (plåtstrukturer som är några nanometer tjocka) dykt upp som potentiella anodmaterial för litiumjonbatterier.Dessa nanosheets har en hög aktiv platsdensitet och högt bildförhållande, vilket bidrar till snabb laddning och utmärkta cykelegenskaper.
Särskilt tvådimensionella nanomaterial baserade på övergångsmetalldiborider (TDM) uppmärksammades av det vetenskapliga samfundet.Tack vare bikakeplanen av boratomer och multivalenta övergångsmetaller uppvisar TMD:er hög hastighet och långtidsstabilitet för litiumjonlagringscykler.
För närvarande arbetar ett forskarlag under ledning av professor Noriyoshi Matsumi från Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) och prof. Kabir Jasuja från Indian Institute of Technology (IIT) Gandhinagar för att ytterligare utforska genomförbarheten av TMD-lagring.
Gruppen har genomfört den första pilotstudien om lagring av titandiborid (TiB2) hierarkiska nanoskivor (THNS) som anodmaterial för litiumjonbatterier.Teamet inkluderade Rajashekar Badam, före detta JAIST universitetslektor, Koichi Higashimin, JAIST teknisk expert, Akash Varma, tidigare JAIST doktorand, och Dr Asha Lisa James, IIT Gandhinagar student.
Detaljer om deras forskning har publicerats i ACS Applied Nano Materials och kommer att finnas tillgängliga online den 19 september 2022.
TGNS erhölls genom oxidation av TiB2-pulver med väteperoxid följt av centrifugering och lyofilisering av lösningen.
Det som gör att vårt arbete sticker ut är skalbarheten hos de metoder som utvecklats för att syntetisera dessa TiB2 nanoark.För att förvandla vilket nanomaterial som helst till en påtaglig teknik är skalbarhet den begränsande faktorn.Vår syntetiska metod kräver endast omrörning och kräver ingen sofistikerad utrustning.Detta beror på upplösnings- och omkristalliseringsbeteendet hos TiB2, vilket är en oavsiktlig upptäckt som gör detta arbete till en lovande bro från labbet till fältet.
Därefter designade forskarna en anodlitiumjonhalvcell med THNS som anodaktivt material och undersökte laddningslagringsegenskaperna hos den THNS-baserade anoden.
Forskarna fick veta att den THNS-baserade anoden har en hög urladdningskapacitet på 380 mAh/g vid en strömtäthet på endast 0,025 A/g.Dessutom observerade de en urladdningskapacitet på 174mAh/g vid en hög strömtäthet på 1A/g, en kapacitetsretention på 89,7 % och en laddningstid på 10 minuter efter 1000 cykler.
Dessutom tål THNS-baserade litiumjonanoder mycket höga strömmar, från cirka 15 till 20 A/g, vilket ger ultrasnabb laddning på cirka 9-14 sekunder.Vid höga strömmar överstiger kapacitetsretentionen 80 % efter 10 000 cykler.
Resultaten av denna studie visar att 2D TiB2 nanoark är lämpliga kandidater för snabbladdning av litiumjonbatterier med lång livslängd.De lyfter också fram fördelarna med bulkmaterial i nanoskala som TiB2 för gynnsamma egenskaper inklusive utmärkt höghastighetskapacitet, pseudokapacitiv laddningslagring och utmärkt cykelprestanda.
Denna snabbladdningsteknik kan påskynda populariseringen av elfordon och avsevärt minska väntetiden för laddning av olika mobila elektroniska enheter.Vi hoppas att våra resultat kommer att inspirera till ytterligare forskning inom detta område, vilket i slutändan kan ge bekvämlighet för elbilanvändare, minska luftföroreningar i städerna och lindra stressen förknippad med mobilt liv, och därigenom öka produktiviteten i vårt samhälle.
Teamet förväntar sig att denna anmärkningsvärda teknik snart kommer att användas i elfordon och annan elektronik.
Varma, A., et al.(2022) Hierarkiska nanoark baserade på titandiborid som anodmaterial för litiumjonbatterier.Tillämpade nanomaterial ACS.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
I den här intervjun på Pittcon 2023 i Philadelphia, PA, pratade vi med Dr. Jeffrey Dick om hans arbete inom lågvolymkemi och nanoelektrokemiska verktyg.
Här pratar AZoNano med Drigent Acoustics om fördelarna med grafen för akustik- och ljudteknik, och hur företagets relation med dess flaggskepp av grafen har format dess framgång.
I den här intervjun förklarar KLA:s Brian Crawford allt som finns att veta om nanoindentation, de aktuella utmaningarna som fältet står inför och hur man kan övervinna dem.
Den nya AUTOsample-100 autosamplern är kompatibel med bänkbara 100 MHz NMR-spektrometrar.
Vistec SB3050-2 är ett toppmodernt e-beam litografisystem med deformerbar strålteknik för ett brett spektrum av applikationer inom forskning och utveckling, prototypframställning och småskalig produktion.