Die Batterie besteht hauptsächlich aus drei Komponenten: positive Elektrode, negative Elektrode und Elektrolyt.Wenn die Batterie geladen wird, fließen Lithiumionen aus der positiven Elektrode und erreichen die negative Elektrode durch die Kristallstruktur und den Elektrolyten, wo sie gespeichert werden.Je schneller der Prozess stattfindet, wird die Batterie geladen. Je schneller die Geschwindigkeit ist.
Wenn für neue Elektrodenmaterialien, versuchen Forscher typischerweise Teilchen, die kleiner geworden, aber eine praktische Nanopartikel enthaltende Fertigungszelle ist schwierig: die Elektrolytlösung mehr unerwünschte chemische Reaktionen produzieren und damit die Lebensdauer der Batterie ist nicht lang, und die Herstellungskosten sind ebenfalls hoch. Nb, W-Oxid in der neuen Studie mit einer harten Struktur und einer Austrittsöffnung verwendet wird, welche, und die Größe des Partikels größer als viele andere Elektrodenmaterialien nicht das eingelegte Lithium erfassen.
Der erste Autor der Studie, Kent Griffith, Postdoktorand an der Universität Cambridge, erklärte: "Viele Batteriematerialien basieren auf den gleichen zwei oder drei Kristallstrukturen, aber diese Tantal-Wolframoxide unterscheiden sich grundlegend. Oxide durch Sauerstoff" Die Säulen bleiben offen und lassen Lithiumionen in drei Dimensionen passieren, was bedeutet, dass mehr Lithiumionen durch sie hindurchtreten können, und dies mit einer höheren Geschwindigkeit. Die Messung zeigt auch, dass die Geschwindigkeit, mit der Lithiumionen das Oxid passieren, besser ist Das Elektrodenmaterial ist mehrere Größenordnungen höher.
Neben der hohen Lithiummobilität ist Tantal-Wolframoxid auch einfach herzustellen, sagt Griffith: "Viele Nanopartikelstrukturen erfordern mehrere Syntheseschritte, aber diese Oxide sind einfach herzustellen und erfordern keine zusätzlichen Chemikalien oder Lösungsmittel. "
Die meisten der negativen Elektrode durch eine Lithium-Ionen-Batterie aus Graphit, der Graphit eine hohe Energiedichte aufweist, aber mit einer hohen Rate Ladung neigt Lithiummetall eine längliche Faser zu bilden, wird als „Dendriten“ genannt, was einen Kurzschluss verursachen würde, Und die Batterie hat Feuer gefangen und explodiert sogar.
Griffiths sagte: "In Hochleistungsanwendungen ist Sicherheit wichtiger als jede andere Betriebsumgebung. Für Schnellladeanwendungen, die sicherere Graphitalternativen erfordern, sind diese und andere ähnliche Materialien definitiv zu beachten. "