Search

Rumah > Berita > Konten
Baterai Lithium Ion lebih baik, bagaimana mereka bekerja?
Dec 24, 2016

Baterai penelitian berfokus pada faktor-faktor balancingthree bersaing: kinerja, seumur hidup dan keselamatan. Biasanya, Anda harus pengorbanan salah satu faktor-faktor ini untuk mendapatkan keuntungan dua lainnya. Tapi untuk aplikasi likeelectric kendaraan, weand #39; d benar-benar ingin melihat semua tiga ditingkatkan.

Dalam penyelidikan baru-baru ini diterbitkan dalamAlam energi, para ilmuwan menunjukkan kemampuan untuk menggunakan Medan magnet untuk menyelaraskan grafit serpih dalam elektroda sebagai theyand #39; ulang diproduksi. Penyelarasan memberikan lithium ion jalur yang jelas untuk transit baterai, mengarah ke peningkatan kinerja.

Elektroda baterai Lithium-ion sering terdiri dari grafit, whichbalances atribut seperti kepadatan energi tinggi dengan bebas-toksisitas, keselamatan, dan rendah biaya. Grafit, terdiri dari lembar ditumpuk atom karbon, sering dimasukkan ke dalam ini elektroda dalam bentuk seperti partikel.

Sementara grafit memiliki banyak keuntungan, ia memiliki kelemahan: membatasi gerakan lithiumions, yang merupakan partofcharging dasar dan pemakaian. Lithiumionsare hanya dapat bergerak dalam pesawat antara graphenesheets ditumpuk dan sering memiliki tonavigate sangat berliku-liku jalan ketika mereka bergerak di sekitar selama biaya dan debit. Gerakan ini lambat melalui theelectrodes tetap kritis tantangan dalam pengembangan baterai dengan peningkatan kinerja.

Para penulis kertas baru beralasan bahwa itu harus mungkin untuk alignthe grafit serpih sehingga mereka memberikan lebih linier jalan bagi ion untuk bergerak di dalam baterai. Untuk mencapai hal ini, theydecided menggunakan magnet. Ada satu masalah: grafit doesnand #39; t sangat menanggapi magnet.

Untuk mengatasi ini, para ilmuwan dilapisi serpihan dengan partikel nano super paramagnetik besi oksida. Grafit dilapisi serpihan kemudian dihentikan pada etanol. Mereka homogen suspensi dan menambahkan sejumlah kecil pengikat kimia (2 persen oleh weightpoly (vinil pyrrolidone) yang membantu memudahkan proses keselarasan. Suspensi relatif encer adalah neededto givethe serpih cukup ruang untuk bergerak selama kesejajaran.

Selama pembuatan elektroda, grafit partikel yang berorientasi menggunakan Medan magnet selaras berputar tegak lurus pada bagian dari biaya asing batterythatwould dengan grafit (disebut kolektor saat ini). Para ilmuwan menemukan bahwa Medan magnet serendah 100 mT mampu menyelaraskan serpihan. Sebagai perbandingan, kekuatan magnet ini lebih besar daripada rata-rata kulkas magnet (1 mT), tetapi secara signifikan lebih kecil daripada MRI magnet (1.5 T). Sebagai kontrol, mereka juga siap referensi elektroda dalam ketiadaan Medan magnet.

Setelah fabrikasi, tim dievaluasi penyelarasan serpih grafit yang disimpan dalam kondisi baik. Analisis visual mengungkapkan orientasi yang jelas dari serpih di elektroda mengarang di bawah pengaruh Medan magnet. Serpihan yang miring di anangle 60 derajat di atas pesawat kolektor saat ini. Sebaliknya, serpih grafit dalam referensi elektroda jatuh sebagian besar sejajar dengan arus kolektor.

Selanjutnya, para ilmuwan melakukan serangkaian percobaan untuk mengevaluasi perubahan di jalan ionsneeded lithium dinavigasi. Secara keseluruhan, mereka melihat bahwa Medan magnet menurun at jalan melalui elektroda oleh faktor 4 dibandingkan dengan elektroda referensi.

Akhirnya, mereka dievaluasi howthis terkena kinerja baterai pengujian elektroda di konfigurasi half-cell (berarti mereka didnand #39; t membangun baterai penuh). Di tingkat pengisian praktis, keselarasan serpihan grafit meningkat kapasitas penyimpanan lithium elektroda faktor antara 1.6 dan 3.

Penyelidikan ini menunjukkan bahwa kimia tidak faktor yang penting hanya bermain-main di desain baterai-optimasi arsitektur elektroda dapat membantu meningkatkan kinerja baterai juga. Studi masa depan akan perlu determinethe skalabilitas dari teknik ini.


Berita terkait