Anglies užpildo naudojimas norint pagerinti didelės energijos ličio jonų baterijas

Storieji vienos sienos anglies nanovamzdelių (SWCNT) elektrodai didelio masto energijos kaupimo sistemoms. Paskola: heng enyu Ju ir և Giuhua Yu

Laidūs anglies užpildai ličio jonų baterijose leidžia išmetant daug energijos, sukaupiant grįžtamąją energiją.

Ličio jonų baterijos yra pagrindinis labai nešiojamų prietaisų, tokių kaip elektrinės transporto priemonės, įkraunamos energijos šaltinis, tačiau jų naudojimas yra ribotas, nes jie neišskiria didelės energijos, tuo pačiu leidžiant laikinai saugoti energiją. Buvo pranešta apie tyrimą Taikomosios fizikos apžvalgos„AIP Publishing“ siekia pasiūlyti sprendimą, parodantį, kaip įtraukus siųstuvo užpildus pagerėja akumuliatoriaus veikimas.

Optimali baterijos konstrukcija apima storas elektrodų konstrukcijas. Tai padidina energijos tankį, tačiau konstrukcija kenčia nuo nepakankamo ličio jonų pernašos, o tai yra pagrindinis šių elektrodų veikimo žingsnis. Buvo išbandyti įvairūs tobulinimo metodai, įskaitant vertikaliai išsidėsčiusių bangų konstravimą arba tinkamo dydžio porų sukūrimą palengvinant ličio jonų transportavimą.

Kitas požiūris apima anglies užpildų, perduodančių elektrą, naudojimą. Šio tyrimo metu buvo pastebėti trijų tipų užpildai. Vienos sienos anglies nanovamzdeliai (SWCNT), grafenas Nanopluoštai և Medžiaga, žinoma kaip Super P, anglies dalelių rūšis, susidaranti oksiduojant naftos pirmtakus. „Super P“ yra dažniausiai naudojamas laidus ličio jonų akumuliatorių užpildas.

Užpildai buvo pridėti prie elektrodo medžiagos, žinomos kaip NCM, kurios sudėtyje yra nikelio, kobalto ir mangano. Tyrėjai ištyrė gautus kompozitus naudodami nuskaitymo elektroninį mikroskopą. Paaiškėjo, kad Super P և NCM dalelės yra išdėstytos taško į tašką kontakto režimu.

Tačiau SWCNT buvo suvynioti aplink NCM daleles, kad susidarytų perduodanti danga. Be to, erdvėje tarp NCM dalelių buvo pastebėti tarpusavyje sujungtų SWCNT tinklai. Grafeno nanodalelės taip pat buvo apvyniotos aplink NCM elektrodo daleles, bet ne taip homogeniškai, kaip SWCNT.

Įrodyta, kad SWCNT yra geriausias laidus užpildas NCM elektrodams.

“Išmatuotas laidumas atitinka pralaidumo teoriją. … Kai prie izoliacinės matricos pridedamas elektrai laidus užpildas, susidarius pirmajam laidui per kompozitą, laidumas žymiai padidės”, – sakė autorius Guihua Yu.

Kadangi perkoliacijai reikia visiškai praeiti per užpildą, reikalingas pakankamas laidaus užpildo kiekis. Todėl tyrėjai atsižvelgė į skirtingą užpildų kiekį ir nustatė, kad NCM elektrodų, kurių masė yra 0,16% masės, SWCNT derinys sukuria gerą elektros laidumą. Norint pasiekti tuos pačius rezultatus reikėjo daugiau Super P և grafeno.

Tyrėjai naudojo keletą spektroskopinių metodų, kad ištirtų gautus kompozitus, įskaitant Ramano rentgeno absorbcijos spektroskopiją.

„Tai bendros„ Mesoscale Transport Properties Center “, energetikos ribų tyrimų centro, remiamos JAV Energetikos departamento pagrindinės energetikos mokslo programos, pastangos. Mūsų išvados rodo, kad SWCNT integravimas į NCM elektrodą palengvina jonų krūvių perdavimą. “Tai paskatins labiau naudoti elektrochemiją, ypač esant didesniam išmetamųjų teršalų kiekiui.

Nuoroda. Yengyu ir Xiao Hang Ango, Steveno T. „Laidininkų įkroviklių, esančių didelio akumuliatoriaus elektroduose, pateikimo didelės energijos kaupimo sistemoms tūrinio poveikio nustatymas“. Karalius, Calvinas D. Antklodė, Yu Z, Kennethas Take. Takeuchi, Esther S. Takeuchi, Davidas C. Bockas, Lei Wang, Amy C. Marschilok և Guihua Yu, 2020 m. Lapkričio 10 d. Taikomosios fizikos apžvalgos,
DOI: 10.1063 / 5.0024123:

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Naujų atradimų apie milijardus mikrobų pavertimą mūsų kūnu pavertimas įvairiomis ligomis

Įvairūs MIT tyrėjai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia žmogaus kūnu įvairiausių ligų gydymu. Įvairūs mokslininkai naujus atradimus apie milijardus mikrobų paverčia kūnu įvairiausių ligų...

MIT neurologai nustato hipokampo smegenų sąsają, koduojančią įvykių laiką

MIT neuromokslininkai nustatė, kad hipokampo CA2 regione esančios piramidinės ląstelės (žalios) yra atsakingos už kritinės informacijos saugojimą. Kreditas: „Tonegawa Lab“, redagavo „MIT News“ Išvados...

Vibruojančių molekulių naudojimas medžiagos bangų savybėms tirti

HD + molekuliniai jonai (geltonos ir raudonos taškų poros) jonų gaudyklėje (pilka) yra apšvitinti lazerio banga (raudona). Tai sukelia kvantinį šuolį pakeistų molekulių joninės...

Naujas dizainas pagerina naujos kartos perovskitų kraujo ląstelių efektyvumą

Autorius: Davidas L. Chandleris, Masačusetso technologijos institutas 2021 m. Vasario 27 d Šiame paveikslėlyje perovskito fotovoltai fone rodomi su atskirais perovskito kristalais, kurie rodomi kaip...

Naujas odos pleistras nuolat stebi širdies ir kraujagyslių sistemos signalus և biocheminius lygius

Šis minkštas, tamprus pleistras gali vienu metu kontroliuoti jo kraujospūdžio և biocheminį lygį. Paskola Wang laboratorija / San Diegas Kalifornijos universiteto, San Diego,...

Newsletter

Subscribe to stay updated.