ケンブリッジ大学、新しいリチウム電池材料を開発|高速充電を安全に

ケンブリッジ大学の研究者らは、リチウムイオンがタンタル・タングステン酸化物材料の複雑な微細構造に典型的な電極材料をはるかに超える速度で浸透できることを発見した。充電が完了するまで数時間ではなく充電が完了することが期待されています。危険な過熱。

研究図-1：Nb ₁₆W₅O₅₅そしてNb ₁₈W₁₆O₉₃結晶構造/粒子形態

残念なことに、そのエネルギー密度は年間3〜4％しか増加しておらず、電気自動車や家電メーカーの予想を大きく下回っています。

より重要なのは、これらの改良は、通常、電極そのものではなく、パッケージング材料の最適化から来るということです。この戦略は、バッテリ技術のもう一つの固有の欠点を補うことはほとんどできません。

充電速度を上げるためには、充電されたリチウムイオンの正極から負極への流速を速くする必要があり、科学者たちは電極内部に特殊なナノ構造を作り、

これはリチウムイオンの移動距離を短くするために設計されていますが、パーティクルは使用するのに手間とコストがかかり、不要な化学反応を引き起こし、バッテリ寿命を短くします。

研究図-2：2つの材料の電気化学的特性

Cambridgeの最新の知見では、研究者はさまざまなアプローチをとっていました。

この構造は、リチウムイオンが妨げられずに大量に移動することを可能にし、スループットをいくつかのレベルで向上させます。

新しい電極材料は、より安全な代替物でもあり得る：

負極のほとんどがそれがグラファイトで形成され、リチウムイオン電池である。の高速充電は、特に、デンドライト（樹状突起）を形成する場合、すなわち、リチウム微細構造ファイバ。

デンドライトは電池の短絡や火災の原因となることがありますが、ケンブリッジの新しい電極材料は電池ではありません。

研究図9：バルクおよびブロンズの三元タングステン酸化物の期待、および二成分酸化セリウムとの電気化学的比較。

シニアリサーチの著者であるクレア・グレイ教授は、

我々はグラファイトの選択肢よりも安全必要があるため、安全性に注意が必要である急速充電アプリケーションでは。このような有望な新材料は、間違いなく一見の価値があります。

さらに、ナノファクタは、複数のステップを製造する必要があり、その結果、収率およびスケーラビリティの問題が非常に低い。

対照的に、タンタルの酸化タングステンは製造が簡単であり、追加の化学薬品または溶剤を必要としない。もちろん、それを実践する前にまだ多くの作業が必要である。