Batterie se compose principalement de trois éléments: une électrode positive, une électrode négative et un électrolyte lorsque la batterie est chargée, les ions lithium découlent de l'électrode positive à travers l'électrolyte de la structure cristalline et l'électrode négative, où ils sont stockés dans le processus se produit un chargement plus rapide, la batterie. plus vite.
Lors de la recherche de nouveaux matériaux d'électrode, les chercheurs essaient souvent de réduire la taille des particules, mais il est difficile de fabriquer une batterie pratique contenant des nanoparticules: l'électrolyte génèrera plus de réactions chimiques inutiles, donc la durée de vie de la batterie n'est pas longue. Le coût de fabrication est également élevé.L'oxyde de tungstène de tantale utilisé dans la dernière recherche a une structure de décharge dure et ouverte qui ne capture pas le lithium intercalé et est plus grande en taille que beaucoup d'autres matériaux d'électrode.
Le premier auteur de l'étude, Kent Griffith, chercheur postdoctoral à l'Université de Cambridge, a expliqué: «De nombreux matériaux de batteries sont basés sur les mêmes deux ou trois structures cristallines, mais ces oxydes de tungstène au tantale sont fondamentalement différents. Les piliers restent ouverts, ce qui permet aux ions lithium de les traverser en trois dimensions, ce qui signifie que plus d'ions lithium peuvent les traverser, et à une vitesse plus élevée.La mesure montre également que la vitesse à laquelle les ions lithium traversent l'oxyde est meilleure. Le matériau d'électrode est plusieurs ordres de grandeur plus haut.
En plus de la haute mobilité du lithium, l'oxyde de tungstène et de tantale est également facile à fabriquer: «De nombreuses structures de nanoparticules nécessitent de multiples étapes pour synthétiser, mais ces oxydes sont faciles à fabriquer et ne nécessitent pas de produits chimiques ou de solvants supplémentaires. '
La plupart de l'électrode négative d'une batterie ion-lithium en graphite, le graphite ayant une densité d'énergie élevée, mais à une charge à taux élevé, le métal de lithium tend à former une fibre allongée est appelée « dendrites », ce qui provoquerait un court Et causé la batterie à prendre feu et même exploser.
Griffith a déclaré: « Dans les applications à haut débit, la sécurité est plus importante que tout autre environnement d'exploitation pour les applications nécessitant de charge rapide graphite des alternatives plus sûres à ces matériaux, et d'autres matériaux similaires, est certainement digne d'attention. '