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

Naujos biologiškai įkvėptų, šviesą sugeriančių nanomedžiagų klasės sintezė

POSS-peptoido molekulės savaime susirenka į romboidinius nanokristalus. Paskola Stephanie King iliustracija Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija Gamtos įkvėpti Ramiojo vandenyno šiaurės...

Omega-3 derinimas su liaudies papildais gali pakenkti širdžiai

Gydytojai dažnai rekomenduoja omega-3, kurie padeda pacientams sumažinti cholesterolio kiekį ir pagerinti širdies sveikatą. Šie omega-3 gali būti iš riebių žuvų, tokių kaip...

Paviršių poveikis ploniems atominiams puslaidininkiams

Naudodami ultravioletinius spindulius, tyrėjai ištyrė 2-D puslaidininkių (violetinių) elektronines charakteristikas, nes duomenų žemėlapyje padidėja substrato sluoksnių (žalių) skaičius. Raudonas apskritimas žymi elektronines savybes, kurios...

Norėdami pagreitinti atradimą, didelio matmens infraraudonųjų spindulių mikroskopija išeina iš tinklelio

Plytelių rašto, naudojamo skenuoti C. elegans apvalųjį kirminą, pavyzdys. Netinklinis modelis suteikia atrankos algoritmui didesnį lankstumą greitai panaudojant dominančias sritis. Autoriai: Elizabeth...

Neįprastai vykdant pandemiją ir branduolinę gynybą galima apsaugoti žmones nuo nelaimių

Paleiskite „SM-3 Block IB“ perėmėją iš raketinio kreiserio „USS Lake Erie“ (CG 70). Kreditas: JAV karinis jūrų laivynas Gyvenimas Žemėje gali smarkiai ir greitai...

Newsletter

Subscribe to stay updated.