Search

Id-dar > Aħbarijiet > Il-kontenut
Batteriji aħjar joni tal-litju, kif ma jaħdmux?
Dec 24, 2016

Batterija riċerka tiffoka fuq fatturi li jikkompetu balancingthree: prestazzjoni, ħajja, u s-sigurtà. Tipikament, għandek biex is-sagrifiċċju wieħed ta ' dawn il-fatturi li tikseb qligħ fit-tnejn l-oħra. Imma għall-applikazzjonijiet likeelectric vetturi, weand #39; d verament tixtieq tara tliet kollha mtejba.

Fl-investigazzjoni riċenti ppubblikati fil-Enerġija ta ' natura, xjentisti wera l-abbiltà li jużaw manjetiku biex tallinja l-graffit fjokki fi ħdan elettrodi bħala theyand #39; ri manifatturati. L-allinjament jagħti joni tal-litju mogħdija aktar ċara għat-transitu l-batterija, li jwassal għal prestazzjoni mtejjba.

L-elettrodi tal-batteriji tal-litju-jone huma ħafna drabi magħmula tal-graffit, whichbalances attributi bħal enerġija densità għolja b ' mhux tossiku, sigurtà, u l-baxx ispiża. Grafita, magħmul minn folji mgħobbi fuq xulxin ta ' l-atomi tal-karbonju, huwa spiss inkorporat dawn elettrodi fil-forma ta ' frak simili flake.

Filwaqt li l-graffit għandu ħafna vantaġġi, ikollha a downside: li tillimita l-moviment tal-lithiumions, li huwa a partofcharging fundamentali u r-rilaxx. L-lithiumionsare biss tista ' tmexxi l-pjanijiet bejn mgħobbi fuq xulxin graphenesheets u spiss kienu tonavigate mogħdija ħafna tortuous mixja matul il-ħlas u l-iskarigu. Dan il-moviment bil-mod permezz theelectrodes tibqa ' sfida kritiku fl-iżvilupp tal-batteriji mal-prestazzjoni mtejjba.

L-awturi tal-karta ġdida raġunata li għandu jkun possibbli li alignthe graffit fjokki hekk li jipprovdu mogħdija aktar lineari għal jonji li jiċċaqilqu fi ħdan il-batterija. Biex jintlaħaq dan, theydecided li juża firxiet manjetiċi. Kien hemm problema waħda biss: graffit doesnand #39; t jirrispondi b'mod qawwi li l-oqsma manjetiċi.

Li jaħdmu madwar dan,-xjenzati miksija bil-fjokki bl-ossidu tal-ħadid super paramagnetic nanoparticles. -Grafita miksija fjokki kienu mbagħad sospiż fl-etanol. Huma omoġenizzat is-sospensjoni u miżjud ammont żgħir ta ' materjal li jgħaqqad kimiċi (2 fil-mija mill-weightpoly (vinyl pyrrolidone) li għenet jitħaffef il-proċess ta ' allinjament. Sospensjoni relattivament dilwit kien neededto givethe frak spazju biex tmexxi matul l-allinjament.

Matul il-fabbrikazzjoni ta ' l-elettrodi, il-graffit partiċelli kienu orjentata bl-użu ta ' a perpendikolari manjetiku allineat li jduru mal-parti ta ' l-imposti tal-kambju batterythatwould bl-grafit (imsejjaħ kollettur kurrenti). -Xjenzati sabet li manjetiku baxxa kif 100 mT kien kapaċi li jiġu allineati l-qxur. Għall-paragun, din il-qawwa manjetika hija akbar mill-medja t deskritti etti kalamita (1 mT), imma sinifikament iżgħar mill-MRI kalamita (1.5 T). Bħala kontroll, huma wkoll ippreparati referenza elettrodi fin-nuqqas tal-kamp manjetiku.

Wara l-fabbrikazzjoni, it-tim evalwati l-allinjament tal-graffit fjokki depożitati taħt iż-żewġ kondizzjonijiet. Analiżi viżwali żvelat a orjentament ċar ta ' fjokki fl-elettrodi fabbrikati taħt l-influwenza tal-kamp manjetiku. Il-laqx jkun imxaqleb fl-anangle tal-gradi 60 fuq mill-pjan tal-kollettur kurrenti. B'kuntrast, il-graffit fjokki fl-elettrodi ta ' referenza waqa prinċiparjament paralleli lill-kollettur kurrenti.

Li jmiss, l-xjenzati jitwettqu sensiela ta ' esperimenti biex tevalwa l-bidla fil-mogħdija l-ionsneeded tal-litju biex ibaħħru. B'mod ġenerali, huma rat illi l-passaġġ manjetiku naqsu l-tortuosity tal-mogħdijiet permezz ta ' l-elettrodu b'fattur ta ' 4 meta mqabbla ma ' l-elettrodi ta ' referenza.

Finalment, huma evalwati howthis jagħmel impatt ma l-prestazzjoni tal-batterija ittestjar l-elettrodu fil-konfigurazzjoni half-cell (jiġifieri huma didnand #39; t tinbena batterija sħiħa). B'rati piżijiet prattiku, l-allinjament tal-graffit fjokki żdied il-kapaċità ta ' ħażna tal-litju ta ' l-elettrodu b'fattur ta bejn 1.6 u 3.

Din l-investigazzjoni turi li l-kimika mhix il-fattur importanti biss fil-qari fid-disinn tal-batterija — ottimizzazzjoni ta ' l-arkitettura ta ' l-elettrodu jistgħu jgħinu spinta batterija prestazzjoni kif ukoll. Studji fil-futur hemm bzonn li determinethe iskalabbiltà ta ' din it-teknika.


Aħbarijiet relatati