Tööstuse uudised

Mangaani ümberkujundamine liitiumioonakuid

2021-03-26
Mangaani ümberkujundamine liitiumioonakuid

22. märts 2021 - liitiumioonakude energia salvestamine liitiumioonioonide salvestamine
Koobaltivabad katoodid võiksid tarnete probleemidega võidelda, kasutades üht odavaimat saadaolevat metalli.
USA teadlased on valmistanud liitiumioonaku, mis kasutab katoodimaterjalina traditsioonilise koobalti või nikli asemel mangaani. Töö võiks pakkuda neile üha kallimatele ja piiratud ressurssidele odavat ja rikkalikku alternatiivi, pakkudes viisi kiiresti kasvava nõudluse järele liitium-ioonenergia ladustamise järele.

Enamik liitiumioonakude katoode on sõltunud koobaltist või niklist, kuna need hoiavad struktuure kergesti kihiliselt ja järjestatult. Kuid 2014. aastal näitas Gerbrand Cederi juhtimisel Massachusettsi Tehnoloogiainstituudi (MIT) rühm, et korrastamata struktuuriga liitiumioonioonakud võivad töötada seni, kuni need on rikkad liitiumis, avades võimaluse proovida uusi ja võib-olla ka uusi parem, materjalid.

Ceder ja kolleegid California ülikoolist ja USA Lawrence Berkeley riiklikust laborist on nüüdseks välja töötanud rikkunud mangaanipõhise katoodiga liitiumioonaku, mis näitas, et see võib potentsiaalselt rohkem energiat salvestada kui koobalt või nikkel. "Meie idee oli see, et kui me suudaksime valmistada katoode seal, kus me kihistamisest ei hooli, võiksime kasutada palju laiemat metallide spektrit," ütleb juhtiv autor Jinhyuk Lee MIT-ist. "Otsustasime valida mangaani, kuna see on üks odavamaid metalle."

Mangaani kasutatakse juba traditsioonilistes kihtides liitiumioonakude katoodides, kuid stabiliseeriva metallina, millel on vähe osalust elektronide salvestamisel. Hiljutised katoodid katoodide valmistamiseks puhtalt korrastamata mangaanist ja muudest metallioksiididest on olnud piiratud, kuna need muutuvad ebastabiilseks ja kaotavad võimekuse liiga suure hapnikredoksüaktiivsuse tõttu, kui liitiumioonid liiguvad laadimise ajal katoodilt liitiumipõhisele anoodile.

Selle aktiivsuse vähendamiseks ja suure võimsusega mangaanoksiidkatoodi saamiseks leidis Cederi meeskond viisi, kuidas panna mangaani vahetama kahte elektroni, mida teevad suure võimsusega niklipõhised katoodid ühe asemel. See hõlmas mangaani valentsi langetamist Mn2 + tasemele, asendades mõned hapniku anioonid madalama valentsusega fluori anioonidega, vahetades samal ajal mõned mangaani katioonid kõrgema valentsusega nioobiumi ja titaani ioonidega. See tähendas, et mangaanikatioonide topeltredoks võib toimuda alates Mn2 + kuni Mn4 +, võimaldades suurel osal liitiumioonidest liikuda katoodilt liitiumanoodile, muutmata ebastabiilseks.

- Meie laboriskaala [aku tsüklikatse] tulemused näitavad meie katoodide üsna tihedat energiatihedust (~ 1000 Wh / kg), võrreldes olemasolevate katoodidega (600 - 700 Wh / kg), - ütleb Ceder. â € ˜Aga meie andmed pole kaubanduslikus mastaabis, seega tuleks järgida täiendavaid teste ja meie materjalide optimeerimist. â € ™

"Kuigi praktiliste rakenduste jaoks on vaja tsükli stabiilsust veelgi parandada, on esitatud strateegia lubadusi ja võimaldab mitmesuguste kõrge valentsusega katioonide laialdast uurimist," kommenteerib Gleb Yushin, kes uurib energiasalvestust Georgia tehnoloogiainstituudis , USA. Vajadus vähendada raku pinget väga madalate väärtusteni võib takistada teatatud tehnoloogia rakendamist elektroonikaseadmetele, kuid ei tohiks olla suur probleem autotööstuses.


Tel: 86-0755-33065435
Mail: [email protected]
Veeb: www.vtcbattery.com
Aadress: nr 10, JinLing Road, Zhongkai tööstuspark, Huizhou linn, Hiina

Kuumad märksõnad: polümeer liitiumpatarei, polümeer liitiumpatarei tootja, Lifepo4 aku, liitiumioonpolümeer (LiPo) patareid, liitiumioonaku, LiSoci2, NiMH-NiCD aku, aku BMS


Igapäevases elus saate lisateavet liitiumpatareide, eriti laadimisseadmete ja mobiiltelefonide kasutamise kohta, et vältida liiga pikast laadimisest tingitud plahvatusi