Kā būtu ar nano litija baterijām?

Nanomateriālus izmanto, lai uzlabotu litija jonu akumulatoru anoda materiālu elektroķīmisko veiktspēju ar acīmredzamu efektu. Nanomateriāli, ko izmanto litija jonu akumulatoros, lai gan elektrodiem ar lielām tilpuma izmaiņām uzlādes un izlādes laikā elektrodu pulverveida problēmu var ievērojami samazināt, un elektrodu ar lielākiem izmēriem cikla raksturlielumi ir ievērojami uzlaboti.

Jianyu Huang no Sandijas Nacionālās laboratorijas ASV un viņa pētījumu grupa apgalvoja, ka ir veiksmīgi izstrādājusi pasaulē mazāko litija jonu akumulatoru, kas tika ražots ar projekcijas elektronu mikroskopu Induktīvās nanotehnoloģijas centrā (CINT). gada.

Nanolitija akumulatora anods sastāv no alvas dioksīda nanovadiem ar diametru 100 nm un garumu 10 μm, kas ir tikai 1/7000. daļa no cilvēka matiem. Nano akumulatoru veido arī 3 mm garš litija kobalta oksīda katods un jonu šķidrais elektrolīts. , Pabeigt" montāža" zem projekcijas elektronu mikroskopa.

Izstrādātāji sākotnēji cerēja to izmantot, lai dziļi izprastu litija bateriju atomu struktūras izmaiņas uzlādes un izlādes laikā, lai atrastu veidus, kā uzlabot litija jonu akumulatoru izejas jaudu un enerģijas blīvumu. Pētījumā viņi negaidīti atklāja, ka alvas dioksīda nanovadu garums uzlādes procesā gandrīz divkāršojās, nevis izstiepts platums, kā iepriekš prognozēts. Šādi atklājumi var palīdzēt uzlabot litija akumulatoru plānošanu un novērst iekšējus īssavienojumus, kas var saīsināt akumulatora darbības laiku.

Pētījumā tika konstatētas iepriekš nezināmas izmaiņas nano-litija akumulatora anodā pirms un pēc uzlādes.

Jianyu Huang, kurš ir atbildīgs par pētījumu projektu, sacīja, ka viņu izstrādātā īpaši miniatūro akumulatoru ražošanas metode var stimulēt vairāk pētījumu par mikroelementu ražošanu, lai iegūtu pilnīgāku izpratni par mehānismiem, kas kontrolē akumulatora darbību un uzticamību. Nanowire bāzes litija jonu bateriju lādēšanas blīvums un energoefektivitāte tiks ievērojami uzlabota, salīdzinot ar esošajām litija baterijām. Nākotnē ieguvēji var būt hibrīdie transportlīdzekļi, piezīmjdatori, mobilie tālruņi un citi litija akumulatoru izstrādājumi.

Tā kā lielākā daļa nanomateriālu pētījumu pašlaik notiek laboratorijas stadijā, nanomateriāli ir pakļauti aglomerācijai. Tāpēc, kā sagatavot nanodaļiņu ar kontrolējamu daļiņu izmēru un atrisināt šo daļiņu aglomerācijas problēmu uzglabāšanas un transportēšanas laikā, ir jāveic papildu pētījumi.