دانشگاه کمبریج مواد جدید باتری لیتیوم را توسعه می دهد |

محققان در دانشگاه کمبریج، فقط برای تعیین مجموعه ای از مواد جدید را می توان برای تولید یک سلول با قدرت بالا استفاده می شود. آنها دریافتند که یونهای لیتیوم می تواند سرعت بیشتری نسبت به یک ماده الکترود معمولی، از طریق یک ساختار نیوبیوم پیچیده از مواد اکسید تنگستن ، که بدان معنی است که آن را برای سرعت شارژ سریع تر اجازه می دهد تا. در کوتاه مدت، کلید این یافته یا ساخت نسل بعدی باتری های لیتیوم یون. انتظار می رود که آنها برای تکمیل شارژ (به جای ساعت) در عرض چند دقیقه، بدون بیش از حد خطرناک

مطالعه شکل 1: Nb ₁₆W₅O₅₅و Nb ₁₈W₁₆O₉₃ساختار کریستالی / مورفولوژی ذرات

باتری های لیتیوم یون به طور مداوم و به طور گسترده ای از سال 1990 استفاده شده اند. متاسفانه، تراکم انرژی آنها تنها 3 تا 4 درصد در سال افزایش یافته است - به مراتب کمتر از انتظارات خودروهای الکتریکی و تولید کنندگان لوازم الکترونیکی مصرفی.

مهمتر از همه، این بهبود معمولا از بهینه سازی مواد بسته بندی، و نه الکترود، حاصل می شود. این استراتژی به سختی می تواند برای یکی دیگر از ضعف های ذاتی فناوری باتری باشد - سرعت شارژ کند است.

به منظور افزایش میزان شارژ، لازم است سرعت جریان یون های لیتیوم شارژ از الکترود مثبت به الکترود منفی را افزایش دهیم. دانشمندان تلاش کرده اند با ساختن نانو ساختارهای ویژه درون الکترودها به این هدف دست پیدا کنند:

این طراحی شده است تا فاصله یابی شده توسط یون های لیتیوم را کاهش دهد، اما ذرات شما برای استفاده مفید و پیچیده هستند و همچنین واکنش های شیمیایی ناخواسته ایجاد می کنند که عمر باتری را کوتاه می کند.

مطالعه شکل 2: خواص الکتروشیمیایی دو ماده

در آخرین یافته های کمبریج محققان از روش های مختلفی استفاده می کردند:

این ذره بزرگتر را با یک ساختار سفت و ستون open-column انتخاب کرد. این ساختار موجب می شود یون های لیتیوم بدون محدودیت در مقادیر زیاد حرکت کنند و باعث افزایش میزان تولید آنها در سطوح مختلف شود.

مواد الکترود جدید نیز می تواند یک جایگزین امن باشد:

الکترود منفی در اکثر باتری های لیتیوم یون از گرافیت ساخته شده است. در شارژ با سرعت بالا، dendrites، به ویژه ریز ساختار فیبر لیتیوم، تشکیل می شوند.

دندریت ها می توانند باعث اتصال کوتاه یا حتی باتری شوند، اما مواد الکترود جدید کمبریج این کار را انجام نمی دهند.

مطالعه شکل 9: انتظارات اکسید تنگستن سه تایی فسیلی و برنز و مقایسه الکتروشیمیایی با اکسید سریم دوتایی.

پروفسور کلر گری، یکی از نویسندگان ارشد پژوهشی، گفت:

در برنامه های سریع پر کردن، امنیت یک مکان است که نیاز به توجه بیشتری دارد. این نوع مواد جدید بالقوه قطعا ارزش دیدن را دارد زیرا ما نیاز به جایگزینی مطمئن تر برای گرافیت داریم.

علاوه بر این، عوامل نانو، نیازمند چند مرحله برای تولید هستند، که منجر به تولید بسیار پایین و مسائل مربوط به مقیاس پذیری می شود.

در مقابل، اکسید تنگستن تنگستن برای تولید آسان تر است و نیازی به مواد شیمیایی یا حلال های اضافی ندارد. البته، قبل از اعمال آن باید کارهای زیادی انجام دهیم.