Литий-иондық батареяларға арналған марганецті өзгерту
2021 жылдың 22 наурызы - литий-иондық аккумулятордың энергияны сақтауы литий-иондық энергияны сақтау
Кобальтсыз катодтар қол жетімді ең арзан металдардың бірін пайдалану арқылы жеткізу мәселелерімен күресуі мүмкін.
Америкалық зерттеушілер дәстүрлі кобальт немесе никельдің орнына катод материалы ретінде марганецті пайдаланатын литий-ионды аккумулятор жасады. Жұмыс литий-иондық энергияны сақтауға жылдам өсіп келе жатқан сұранысты қанағаттандыру жолын қамтамасыз ете отырып, қымбаттаған және шектеулі ресурстарға арзан және мол балама ұсына алады.
Литий-ионды аккумуляторлық катодтардың көпшілігі кобальтқа немесе никельге тәуелді болды, өйткені олар құрылымдарды оңай қабаттап және ретке келтіреді. Бірақ 2014 жылы Массачусетс технологиялық институтындағы (MIT) Гербранд Седер басқарған топ құрылымы бұзылған литий-ионды батареялар литийге бай болғанша жұмыс істей алатынын көрсетті, бұл жаңа және мүмкін болатын мүмкіндіктерді сынап көру мүмкіндігін ашады. жақсырақ, материалдар.
Седер мен Калифорния университетіндегі және Лоуренс Беркли ұлттық зертханасындағы әріптестері (АҚШ) қазір ретсіз марганец негізіндегі катодты литий-ионды аккумуляторды жасап шығарды және оның кобальт немесе никельге қарағанда көбірек энергия сақтай алатынын көрсетті. «Біздің ойымыз, егер біз қабаттасуға мән бермейтін катодтарды жасай алсақ, металдардың әлдеқайда кең спектрін пайдалана аламыз», - дейді MIT-тен жетекші автор Джинхюк Ли. «Біз марганецке баруды шештік, өйткені бұл ең арзан металдардың бірі».
Марганец дәстүрлі қабатты литий-ионды аккумуляторлық катодтарда қолданылады, бірақ электрондарды сақтауға аз қатысатын тұрақтандырушы металл ретінде. Катодтарды тек ретсіз марганец пен басқа металл оксидтерінен жасаудың соңғы әрекеттері шектеулі болды, өйткені зарядтау кезінде литий иондары катодтан литий негізіндегі анодқа ауысқан кезде олар тұрақсыз болып, оттегінің тотығу-тотықсыздануының тым көп белсенділігіне байланысты сыйымдылығын жоғалтады.
Бұл белсенділікті азайту және жоғары сыйымдылықтағы марганец оксиді катодын алу үшін Цедердің командасы марганецті екі электронмен алмасу үшін алудың жолын тапты, бұл бір емес, жоғары сыйымдылығы никель негізіндегі катодтар жасайды. Бұл кейбір оттегі аниондарын төменгі валентті фтор аниондарымен алмастыру және кейбір марганец катиондарын жоғары валентті ниобий және титан иондарымен ауыстыру арқылы марганец валенттілігін Mn2+ дейін төмендетуді қамтыды. Бұл марганец катиондарының қос тотығу-тотықсыздануы Mn2+-ден Mn4+-ке дейін орын алуы мүмкін екенін білдірді, бұл литий иондарының жоғары бөлігінің катодтан литий анодына тұрақсыз күйге ауысуына мүмкіндік берді.
«Біздің зертханалық шкала [батареяны айналдыру сынағы] нәтижелері біздің катодтарымыздың энергия тығыздығын (~ 1000 Вт/кг) қолданыстағы катодтармен (600–700 Вт/кг) салыстырғанда әлдеқайда жоғары екенін көрсетеді», - дейді Седер. «Бірақ біздің деректеріміз коммерциялық ауқымда емес, сондықтан біздің материалдарымызды одан әрі сынақтар мен оңтайландыру қажет».
«Практикалық қолдану үшін цикл тұрақтылығын одан әрі жақсарту қажет болғанымен, есептелген стратегия үлкен үміт береді және әртүрлі жоғары валентті катиондарды кеңінен зерттеуге мүмкіндік береді», - деп түсіндіреді Джорджия технологиялық институтында энергия сақтауды зерттейтін Глеб Юшин, АҚШ. «Ұяшық кернеуін өте төмен мәндерге дейін төмендету қажеттілігі хабарланған технологияны электронды құрылғыларға қолдану үшін кедергі тудыруы мүмкін, бірақ автомобиль қолданбалары үшін үлкен мәселе болмауы керек».
Тел: 86-0755-33065435
Пошта: info@vtcpower.com
Веб: www.vtcbattery.com
Мекен-жайы: № 10, Цзиньлин жолы, Чжункай индустриалды паркі, Хуйчжоу қаласы, Қытай
Ыстық кілт сөздер: полимерлі литий батареясы, полимерлі литий батареясы өндірушісі, Lifepo4 батареясы, литий-ионды полимер (LiPo) батареялары, литий-ионды батарея, LiSoci2, NiMH-NiCD батареясы, батарея BMS
Күнделікті өмірде литий батареяларын, әсіресе зарядтау құрылғылары мен ұялы телефондарды пайдалану туралы көбірек біліңіз, тым ұзақ зарядтаудан туындаған жарылыстарды болдырмас үшін.
