Anglies užpildo naudojimas norint pagerinti didelės energijos ličio jonų baterijas

Storieji vienos sienos elektrodai su anglies nanovamzdeliais

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

Pasukite 3D ritmą Marse ir ištirkite NASA ištvermę

NASA „Mars Perseverance“ roveris rodomas jo stotelėje prie Jezero kraterio, tokiu būdu peržiūrėjus iš „Naršykite ištvermingai“ 3D žiniatinklyje. Šis interaktyvus žiniatinklio įrankis turi...

Prieš 400 000 metų senovės žmonės išsaugotus dramblius pavertė nuostabiais kaulų instrumentais

Kaulų įrankiai buvo iškasti iš Castel di Guido Italijoje. Kreditas: Villa ir kt. 2021 PLOS TASI Senovės žmonės galėjo padaryti nuostabių dalykų su...

Šimtai erelio ruonių, apvyniotų meškerėmis ir tinklais, kasmet sukelia siaubingus sužalojimus ir skaudžias mirtis.

Žvejybos tinklai ir tinklai daro didelę įtaką kailių ruoniams (Arctocephalus pusillus), labiausiai paplitę jūrų žinduoliai, buvo pastebėti Pietų Afrikos ir Namibijos pakrantėse, kur jie...

FDP balsavo 16: 2 ir atmetė Piper vakcinos „oster A“ vakcinos platinimą plačiajai visuomenei.

Šiuo metu nėra trečiosios Kovid-19 vakcinos. Pirmaujanti Maisto ir vaistų administracijos (FDA) mokslinė patariamoji taryba balsavo už tai, kad plačiajai visuomenei būtų atsisakyta suteikti „Pfizer“...

Elon Musk Tesla Bot kelia rimtą susirūpinimą

„Tesla“ kitais metais ketina pristatyti humanoidinio roboto prototipą. Paskola: Tesla Elonas Muskas paskelbė apie humanoidinį robotą, skirtą padėti šioms pasikartojančioms, varginančioms užduotims, kurių žmonės...

Newsletter

Subscribe to stay updated.