[ad_1]

باتری های لیتیوم یون (LIBs) ، که به عنوان منابع انرژی با عملکرد بالا برای برنامه های تجدید پذیر مانند وسایل نقلیه الکتریکی و وسایل الکترونیکی مصرفی عمل می کنند ، به الکترودهایی نیاز دارند که چگالی انرژی بالایی را بدون ایجاد خطر در عمر سلول ارائه دهند.

در مجله Vacuum Science and Technology A ، توسط انتشارات AIP ، محققان ریشه های تخریب مواد کاتدی با چگالی انرژی بالا را بررسی کرده و استراتژی هایی را برای کاهش این مکانیسم های تخریب و بهبود کارایی LIB توسعه می دهند.

تحقیقات آنها می تواند برای بسیاری از کاربردهای نوظهور ، به ویژه وسایل نقلیه الکتریکی و ذخیره انرژی در سطح شبکه برای منابع انرژی تجدید پذیر مانند انرژی باد و خورشیدی ، ارزشمند باشد.

نویسنده مارک هرسام گفت: “بیشتر مکانیسم های تخریب در LIBs در سطوح الکترودهایی که در تماس با الکترولیت هستند رخ می دهد.” “ما سعی کردیم شیمی این سطوح را درک کنیم و سپس استراتژی هایی برای به حداقل رساندن تخریب ایجاد کنیم.”

محققان از مشخصه شیمیایی سطح به عنوان یک استراتژی برای شناسایی و به حداقل رساندن ناخالصی های باقیمانده هیدروکسید و کربنات حاصل از سنتز نانوذرات NCA (نیکل ، کبالت ، آلومینیوم) استفاده کردند. آنها دریافتند که ابتدا سطح کاتدی LIB باید با بازپخت مناسب تهیه شود ، روشی که در آن نانوذرات کاتد برای از بین بردن ناخالصی های سطح گرم می شوند و سپس با یک پوشش گرافن نازک اتمی در ساختارهای مورد نظر قفل می شوند.

نانوذرات NCA با روکش گرافن ، که در کاتدهای LIB فرموله شده اند ، خصوصیات الکتروشیمیایی بسیار خوبی از جمله امپدانس کم ، سرعت زیاد ، انرژی فله و چگالی توان بالا و عمر چرخه طولانی را نشان می دهند. پوشش گرافن همچنین به عنوان سدی بین سطح الکترود و الکترولیت عمل می کند ، که باعث بهبود بیشتر عمر سلول می شود.

در حالی که محققان فکر می کردند پوشش گرافن به تنهایی برای بهبود بهره وری کافی است ، نتایج آنها اهمیت قبل از بازپخت مواد کاتدی را به منظور بهینه سازی شیمی سطح آنها قبل از استفاده از پوشش گرافن نشان داد.

در حالی که این کار بر روی کاتدهای LIB غنی از نیکل متمرکز است ، این روش را می توان به سایر الکترودهای ذخیره انرژی ، مانند باتری های یون سدیم یا یون منیزیم ، که شامل مواد نانو ساختار با سطح بالا هستند ، تعمیم داد. بنابراین ، این کار راهی روشن برای دستیابی به اجرای دستگاههای ذخیره انرژی مبتنی بر نانوذرات بسیار کارآمد است.

خرسام گفت: “رویکرد ما همچنین می تواند برای بهبود عملکرد آندها در LIB و فن آوری های ذخیره انرژی مرتبط استفاده شود.” “در نهایت ، شما باید آند و کاتد را بهینه کنید تا بهترین عملکرد باتری را داشته باشید.”

منبع تاریخچه:

مواد تهیه شده توسط انستیتوی فیزیک آمریکا. توجه: مطالب را می توان از نظر سبک و طول ویرایش کرد.

[ad_2]

منبع: khabar-erfan.ir