Selon le site officiel de l’Université de Cambridge, le 26 janvier, les chercheurs de l’école ont écrit dans le dernier numéro de Nature De plus, la structure physique et le comportement chimique des oxydes les aident à comprendre comment construire des batteries rechargeables ultra-rapides et sûres.
La batterie se compose principalement de trois composants: électrode positive, électrode négative et électrolyte.Lorsque la batterie est chargée, les ions lithium sortent de l'électrode positive et atteignent l'électrode négative à travers l'électrolyte et la structure cristalline où ils sont stockés. Plus la vitesse est rapide
Lorsqu'ils recherchent de nouveaux matériaux d'électrode, les chercheurs tentent souvent de réduire la taille des particules, mais il est difficile de fabriquer une batterie contenant des nanoparticules: l'électrolyte génèrera plus de réactions chimiques inutiles, ce qui réduit la durée de vie de la pile. Le coût de fabrication est également élevé.L'oxyde de tungstène de tantale utilisé dans les dernières recherches a une structure de décharge dure et ouverte qui ne capture pas le lithium intercalé et qui est plus grande que de nombreux autres matériaux d'électrode.
Premier auteur, stagiaire postdoctoral au Département de chimie à l'Université de Cambridge Kent Griffiths a expliqué: « matériaux cellulaires nombreux sont basées sur les mêmes deux ou trois structures cristallines, mais ceux-ci l'oxyde de niobium, l'oxyde de tungstène par l'oxygène fondamentalement différent. » pilier reste ouvert, les ions lithium peuvent passer à travers eux d'une manière en trois dimensions, ce qui signifie qu'ils peuvent passer à travers les ions plus de lithium, et des résultats plus rapides mesure a montré que la vitesse des ions lithium à travers l'oxyde que dans typique Le matériau de l'électrode est plusieurs fois supérieur.
En plus de la mobilité élevée de lithium, le niobium, les oxydes de tungstène sont également plus faciles à fabriquer Griffith dit: « De nombreuses structures de nanoparticules nécessitent plusieurs étapes de synthèse, mais ces oxydes sont plus faciles à fabriquer, ne nécessite pas de produits chimiques supplémentaires ou des solvants. '
À l'heure actuelle, la plupart des électrodes négatives des batteries lithium-ion sont en graphite, avec une densité énergétique élevée, mais lorsqu'elles sont chargées à grande vitesse, elles ont tendance à former une mince fibre de lithium appelée «dendritique». Et provoqué la batterie à prendre feu et même exploser.
Griffiths a déclaré: «Dans les applications à haut débit, la sécurité est plus importante que tout autre environnement d'exploitation. '
