Мы используем файлы cookie, чтобы улучшить ваш опыт.Продолжая просматривать этот сайт, вы соглашаетесь на использование нами файлов cookie.Больше информации.
По мере роста индустрии электромобилей (EV) растут и исследования и разработки высококачественных литий-ионных батарей, питающих их.Ключевыми задачами в его разработке являются исследование и распространение технологий быстрой зарядки и разрядки, а также продление срока службы аккумуляторов.
Некоторые факторы, такие как характеристики интерфейса электрод-электролит, диффузия ионов лития и пористость электрода, могут помочь преодолеть эти проблемы и добиться быстрой зарядки и продления срока службы.
За последние несколько лет двумерные (2D) наноматериалы (листовые структуры толщиной в несколько нанометров) стали потенциальными анодными материалами для литий-ионных батарей.Эти нанолисты имеют высокую плотность активных центров и большое соотношение сторон, что способствует быстрой зарядке и отличным характеристикам циклического использования.
В частности, внимание научного сообщества привлекли двумерные наноматериалы на основе диборидов переходных металлов (ТДМ).Благодаря сотовым плоскостям атомов бора и многовалентных переходных металлов, TMD демонстрируют высокую скорость и долговременную стабильность циклов хранения ионов лития.
В настоящее время исследовательская группа под руководством профессора Нориёси Мацуми из Японского института передовых наук и технологий (JAIST) и профессора Кабира Джасуджи из Индийского технологического института (IIT) Гандинагара работает над дальнейшим изучением возможности хранения TMD.
Группа провела первое пилотное исследование по хранению иерархических нанолистов диборида титана (TiB2) (THNS) в качестве анодных материалов для литий-ионных батарей.В состав команды входили Раджашекар Бадам, бывший старший преподаватель JAIST, Коичи Хигашимин, технический эксперт JAIST, Акаш Варма, бывший аспирант JAIST, и доктор Аша Лиза Джеймс, студентка ИИТ Гандинагара.
Подробности их исследования были опубликованы в журнале ACS Applied Nano Materials и будут доступны в Интернете 19 сентября 2022 года.
ТГНС получали окислением порошка TiB2 пероксидом водорода с последующим центрифугированием и лиофилизацией раствора.
Что выделяет нашу работу, так это масштабируемость методов, разработанных для синтеза нанолистов TiB2.Чтобы превратить любой наноматериал в реальную технологию, ограничивающим фактором является масштабируемость.Наш синтетический метод требует только перемешивания и не требует сложного оборудования.Это связано с поведением TiB2 при растворении и рекристаллизации, что является случайным открытием, которое делает эту работу многообещающим мостом из лаборатории в полевые испытания.
Впоследствии исследователи разработали анодный литий-ионный полуэлемент, используя THNS в качестве активного анодного материала, и исследовали свойства хранения заряда анода на основе THNS.
Исследователи узнали, что анод на основе THNS имеет высокую разрядную емкость — 380 мАч/г при плотности тока всего 0,025 А/г.Кроме того, они наблюдали разрядную емкость 174 мАч/г при высокой плотности тока 1 А/г, сохранение емкости 89,7% и время зарядки 10 минут после 1000 циклов.
Кроме того, литий-ионные аноды на основе THNS выдерживают очень высокие токи, примерно от 15 до 20 А/г, обеспечивая сверхбыструю зарядку примерно за 9-14 секунд.При больших токах сохранение емкости превышает 80% после 10 000 циклов.
Результаты этого исследования показывают, что 2D-нанолисты TiB2 являются подходящими кандидатами для быстрой зарядки литий-ионных аккумуляторов с длительным сроком службы.Они также подчеркивают преимущества наноразмерных объемных материалов, таких как TiB2, благодаря своим благоприятным свойствам, включая превосходную способность работать на высоких скоростях, псевдоемкостное хранение заряда и отличные характеристики при циклическом использовании.
Эта технология быстрой зарядки может ускорить популяризацию электромобилей и значительно сократить время ожидания зарядки различных мобильных электронных устройств.Мы надеемся, что наши результаты вдохновят на дальнейшие исследования в этой области, которые в конечном итоге могут принести удобство пользователям электромобилей, снизить загрязнение городского воздуха и облегчить стресс, связанный с мобильной жизнью, тем самым повысив производительность нашего общества.
Команда ожидает, что эта замечательная технология вскоре будет использоваться в электромобилях и другой электронике.
Варма А. и др.(2022) Иерархические нанолисты на основе диборида титана как анодные материалы для литий-ионных аккумуляторов.Прикладные наноматериалы АСУ.doi.org/10.1021/acsanm.2c03054.
В этом интервью на Pittcon 2023 в Филадельфии, штат Пенсильвания, мы поговорили с доктором Джеффри Диком о его работе в области малообъемной химии и наноэлектрохимических инструментов.
Здесь AZoNano беседует с Drigent Acoustics о преимуществах, которые графен может принести акустическим и аудиотехнологиям, и о том, как отношения компании со своим графеновым флагманом повлияли на ее успех.
В этом интервью Брайан Кроуфорд из KLA объясняет все, что нужно знать о наноиндентировании, текущих проблемах, стоящих перед этой областью, и о том, как их преодолеть.
Новый автосамплер AUTOsample-100 совместим с настольными ЯМР-спектрометрами 100 МГц.
Vistec SB3050-2 — это современная система электронно-лучевой литографии с технологией деформируемого луча для широкого спектра применений в области исследований и разработок, прототипирования и мелкосерийного производства.