Χτίζοντας μια καλύτερη μπαταρία στιβάδας

Μια ομάδα ερευνητών από το Πανεπιστήμιο Shinshu στο Ναγκάνο, Ιαπωνία είναι τώρα πιο κοντά σε ένα λεπτό, υψηλής χωρητικότητας ιόντων λιθίου μπαταρία που θα μπορούσε να ανοίξει τις πύλες για καλύτερα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για τα ηλεκτρικά οχήματα.

«Λίθιο-ιονικές μπαταρίες είναι πολύ ελπιδοφόρα συστήματα αποθήκευσης ενέργειας για τα ηλεκτρικά οχήματα που απαιτούν σχετικά υψηλής ενεργειακής πυκνότητας,» είπε το study's συντάκτη Nobuyuki Zettsu, ένας καθηγητής του CEES και στο τμήμα Χημείας υλικών στο Shinshu Πανεπιστήμιο. «Ωστόσο, τους υψηλές τάσεις λειτουργίας συνήθως έχει ως αποτέλεσμα την οξειδωτική αποσύνθεση της επιφάνειας του ηλεκτροδίου, που στη συνέχεια προωθεί διάφορες αντιδράσεις πλευρά.»

Οι μπαταρίες ιόντων λιθίου αποθηκεύει πολλή ενέργεια, αλλά η δύναμη που παίρνει για να κάνει την μπαταρία διασπορά της ενέργειας είναι πάρα πολύ--τόσο πολύ, στην πραγματικότητα, ότι οι ζημίες που προκύπτουν κάνει τη μπαταρία να χάνουν χωρητικότητα αποθήκευσης.

Για να καταπολεμήσετε αυτό το ζήτημα, Zettsu και συνεργάτες εξέτασε το ηλεκτρικό και ηλεκτροχημική ιδιότητες της υψηλής τάσης (> 4.8 V, vs Li / Li) κάθοδο, όπου τα ηλεκτρόνια εισάγετε το κύτταρο μπαταριών.

Zettsu μπορεί να είχατε γυρίσει την παλίρροια στην επιφάνεια τροποποιητές μέσω της χρήσης Αυτοσυναρμολόγηση monolayer. Η ομάδα του εφαρμόζεται ένα εξαιρετικά λεπτό επίστρωμα του fluoroalkylisilane στην επιφάνεια του η κάθοδοι. Fluoroalkylisilane, ένα είδος σιλικόνης, οργανώνεται στην πιο αποτελεσματική ρύθμιση για τη διεξαγωγή ιόντων λιθίου και Μονώστε ηλεκτρόνια παραμένοντας μόνο ένα παχύ άτομο.

«Ανακαλύψαμε... η επίστρωση στην επιφάνεια του ενεργού υλικού με Αυτοσυναρμολόγηση monolayer... προωθείται αποδοτικές μεταφορές εντός των ηλεκτροδίων, ενώ επίσης καταστέλλει την πλευρά αντιδράσεων που συμβαίνουν στο περιβάλλον της ηλεκτρόδιο και ηλεκτρολυτών,» Zettsu είπε. «Αυτό βελτίωση επίχρισμα που παρέχονται τόσο την πυκνότητα ισχύος και η cyclability στις μπαταρίες ιόντων λιθίου υψηλής τάσης.»

Οι ερευνητές είδαν ότι ήταν ελαχιστοποιείται η άμεση επαφή μεταξύ της καθόδου και ηλεκτρολύτη Μπαίνοντας στην μπαταρία, και ότι η χωρητικότητα της μπαταρίας δεν υποβαθμίσει ακόμη και μετά από αυτό ήταν εναλλάσσονται εκατό φορές.

«Λόγω του κόσμου περιβαλλοντικούς κανονισμούς, η ώθηση προς ηλεκτρικά και υβριδικά αυτοκίνητα είναι διαδικασία σε μια σταθερή δυναμική. Το επίπεδο επιδόσεων που απαιτούνται για μπαταρίες ιόντων λιθίου είναι πολύ υψηλός», δήλωσε ο Zettsu. «Επί του παρόντος, εργαζόμαστε στην κατασκευή πραγματικό μπαταρία κυττάρων για οχήματα plug-in υβριδικά και ηλεκτρικά οχήματα μπαταρίας χρησιμοποιώντας την διαδικασία επίστρωσης και πειράματα σε αυτόματες λειτουργίες οδήγησης.»

Αυτό το έργο υποστηρίχθηκε από Ιαπωνία επιστήμη και τεχνολογία και κοινωνία της Ιαπωνίας για την προώθηση της επιστήμης.

μπαταρία λιθίου 36V