Laut der offiziellen Website der University of Cambridge vom 26. Januar haben die Forscher in der jüngsten Ausgabe von Nature festgestellt, dass Wismut-Wolframoxid eine höhere Lithium-Pass-Rate hat und zur Entwicklung von Akkus verwendet werden kann, die schneller aufgeladen werden können. Darüber hinaus helfen ihnen die physikalische Struktur und das chemische Verhalten der Oxide beim Aufbau sicherer, ultraschneller Akkus.
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 man nach neuen Elektrodenmaterialien sucht, versuchen die Forscher oft, die Partikel kleiner zu machen, aber es ist schwierig, eine praktische Batterie herzustellen, die Nanopartikel enthält: der Elektrolyt wird mehr unnötige chemische Reaktionen erzeugen, so dass die Lebensdauer der Batterie nicht lang ist Die Herstellungskosten sind ebenfalls hoch.Das Tantal-Wolframoxid, das in der neuesten Forschung verwendet wird, hat eineharte und offene Entladungsstruktur, die das interkalierte Lithium nicht einfängt undgrößer als viele andere Elektrodenmaterialien ist.
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.
Griffith sagte: ‚In hohen Rate-Anwendungen, Sicherheit ist wichtiger als jede andere Betriebssystemumgebung für Anwendungen, die schnell benötigen, um diese Materialien Graphit sicherere Alternativen Laden und andere ähnliche Materialien, ist auf jeden Fall verdient Aufmerksamkeit. "
