สำหรับอายุการใช้งานแบตเตอรี่ที่ยาวนานขึ้น: การผลักดันแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนไปยังระดับประสิทธิภาพถัดไป

ความหนาแน่นของพลังงานสูงอายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและไม่มีผลกระทบต่อหน่วยความจำ: แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเป็นอุปกรณ์จัดเก็บพลังงานที่แพร่หลายที่สุดสำหรับอุปกรณ์พกพา นักวิจัยกำลังมองหาวัสดุอิเล็กโทรดแบบแอคทีฟชนิดใหม่เพื่อผลักดันแบตเตอรี่ในระดับต่อไปของประสิทธิภาพสูงและความทนทานและเพื่อให้สามารถใช้งานได้ดีขึ้นสำหรับอุปกรณ์ขนาดใหญ่ "วัสดุแบตเตอรีลิเธียมไอออนแบบ Nanostructured สามารถให้ทางออกที่ดี" Freddy Kleitz จากภาควิชาเคมีอนินทรีย์ - วัสดุเชิงหน้าที่ของมหาวิทยาลัยเวียนนาซึ่งร่วมกับ Claudio Gerbaldi ผู้นำกลุ่มวัสดุประยุกต์และเคมีไฟฟ้าที่ Politecnico กล่าว di Torino, อิตาลี, เป็นผู้เขียนหลักของการศึกษา

นาโนคอมโพสิต 2D / 3D บนพื้นฐานของออกไซด์ของโลหะผสมและกราฟีนที่พัฒนาโดยนักวิทยาศาสตร์สองคนและทีมของพวกเขาช่วยเพิ่มประสิทธิภาพทางเคมีไฟฟ้าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนอย่างจริงจัง "ในการทดสอบการทำงานของเราวัสดุอิเล็กโทรดใหม่ให้ความจุที่เฉพาะเจาะจงมากขึ้นอย่างมีนัยสำคัญด้วยความเสถียรของการปั่นจักรยานแบบย้อนกลับที่ไม่เคยมีมาก่อนในวงจรชาร์จและคายประจุย้อนกลับ 3,000 รอบ แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบันสูญเสียประสิทธิภาพหลังจากรอบการชาร์จประมาณ 1,000 รอบ

สูตรใหม่

แอโนดทั่วไปมักมีอยู่ของวัสดุคาร์บอนเช่นกราไฟท์ “ โลหะออกไซด์มีความจุแบตเตอรี่ดีกว่ากราไฟต์ แต่ค่อนข้างเสถียรและเป็นสื่อกระแสไฟฟ้าน้อยกว่า” Kleitz อธิบาย นักวิจัยพบวิธีที่จะใช้ประโยชน์จากคุณสมบัติเชิงบวกของสารทั้งสองได้ดีที่สุด พวกเขาพัฒนาวัสดุอิเล็กโทรดแอคทีฟสำหรับตระกูลใหม่โดยใช้ออกไซด์ของโลหะผสมและกราฟีนที่มีการนำไฟฟ้าสูงและมีความเสถียรแสดงให้เห็นถึงคุณสมบัติที่เหนือกว่าเมื่อเทียบกับโครงสร้างนาโนและคอมโพสิตออกไซด์ของโลหะทรานซิชันส่วนใหญ่

ในขั้นตอนแรกตามขั้นตอนการปรุงอาหารที่ออกแบบใหม่นักวิจัยสามารถผสมทองแดงและนิกเกิลเป็นเนื้อเดียวกันและภายใต้การควบคุมเพื่อให้ได้โลหะผสม ขึ้นอยู่กับการนาโน - วิธีการผลิตวัสดุ mesoporous - พวกเขาสร้างอนุภาคออกไซด์โลหะผสม nanoporous โครงสร้างซึ่งเนื่องจากเครือข่ายของรูขุมขนที่กว้างขวางมีพื้นที่ปฏิกิริยาที่ใช้งานสูงมากสำหรับการแลกเปลี่ยนกับลิเธียมไอออนจากอิเล็กโทรไลต์ของแบตเตอรี่ จากนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ใช้กระบวนการอบแห้งแบบสเปรย์เพื่อห่ออนุภาคโลหะออกไซด์ผสมแน่นด้วยชั้นกราฟีนบาง ๆ

การออกแบบที่เรียบง่ายและมีประสิทธิภาพ

การใช้แบตเตอรี่ลิเธียมไอออนสำหรับ e-mobility ถือว่าเป็นปัญหาจากมุมมองด้านสิ่งแวดล้อมเช่นเนื่องจากการผลิตที่ใช้วัตถุดิบมาก แบตเตอรี่ขนาดเล็กที่สามารถเก็บพลังงานได้มากเท่าที่จะเป็นไปได้ใช้งานได้นานที่สุดและไม่ต้องเสียค่าใช้จ่ายมากเกินไปในการผลิตสามารถใช้งานล่วงหน้ากับอุปกรณ์ขนาดใหญ่ได้ "เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการที่มีอยู่แล้วกลยุทธ์วิศวกรรมนวัตกรรมของเราสำหรับวัสดุขั้วบวกที่มีประสิทธิภาพสูงและมีอายุการใช้งานยาวนานนั้นง่ายและมีประสิทธิภาพเป็นกระบวนการที่ใช้น้ำเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อมและพร้อมที่จะนำไปใช้ในระดับอุตสาหกรรม" ผู้เขียนสรุป

จาก: ข่าววิทยาศาสตร์