Search

Dom > Новости > Sadržaj
Bolje Litijum jonske baterije, kako one rade?
Dec 24, 2016

Baterija istraživanja fokusirana je na balancingthree konkurentski faktori: performanse, život i sigurnost. Obično morate da žrtva jednog od tih faktora da se dobici u druga dva. Ali za aplikacije likeelectric vozila, weand #39; d se stvarno volela da vidim sva tri popravila.

U nedavno objavljenom u istraziPriroda energije, naučnici demonstrirao mogućnost korišćenja magnetno polje da biste poravnali grafitom pahuljice unutar elektrode kao theyand #39; re proizvedeni. Poravnavanje daje litijum Jona jasnije putanju prelazak baterija, što je dovelo do poboljšane performanse.

Elektrode od Litijum-jonske baterije su često sastoji od grafita, whichbalances atribute kao što je visoke gustine energije sa non-toksiиnosti, sigurnost, i nisko troškova. Grafita, naslagani listova od ugljenikovih atoma, a čine je često ugrađeno u ove elektrode u obliku pahuljica-kao čestice.

Dok je grafit ima mnogo prednosti, to ima svoje nedostatke: to ograničava na kretanje lithiumions, što je fundamentalna partofcharging i prazni. U lithiumionsare je samo mogao da kretanje unutar avioni naslagani graphenesheets i često imaju tonavigate visoko nasilno putanju dok su u pokretu tokom naboj i otpusta. Ovaj lagani stav kroz theelectrodes ostaje kritičan izazov u razvoju baterije sa poboljšane performanse.

Autori novog papira rezonovao da je moguce da alignthe grafitom pahuljice tako da oni pružaju više linearni putanju za Jona za polazak u bateriju. Da bismo to ostvarili, theydecided koristiti magnetnog polja. Postojao je samo jedan problem: grafitnim doesnand #39; t oštro reaguju na magnetna polja.

Da biste zaobišli ovo, naučnici su presvučene pahuljice sa super paramagnetic oksid iron nanoparticles. Ljuspice premazni grafitom obustavljeni su onda u etanol. Oni homogenizovano suspenzija i dodati malu količinu hemijske binder (2% od strane weightpoly (vinil pyrrolidone) koja je pomogla da ublaži proces poravnavanja. Relativno razreрeno suspenzija je moraloda prirede pahuljice dovoljno prostora za pokrete tokom poravnavanje.

Tokom izradu elektrode, čestice sa grafitom bili orijentisani koristeći je rotirajućeg magnetnog polja u poravnanju stoji pod pravim uglom na deo batterythatwould exchange optužbe s grafitom (koji se naziva trenutnoj kolektora). Naučnici su otkrili to magnetno polje sto nize 100 mT je sposobna za poravnavanje ljuspice. Radi poređenja, ova magnetska snaga je veća od prosečne frižider magnet (1 mT), ali znatno manji u odnosu na MRI magnet (1,5 T). Kao kontrolu, takođe pripremili su referentne elektrode u nedostatku magnetnog polja.

Za izradu, tim proveravate poravnanja ljuspice grafitom uplaćen pod oba uslova. Vizuelna analiza otkrila jasan položaj pahuljice u elektrode izmislila pod utjecajem magnetnog polja. Ljuspice su naginjete na anangle od 60 stepeni iznad avion trenutni kolekcionara. Nasuprot tome, ljuspice grafita u referentne elektrode pao uglavnom paralelno sa trenutnom kolekcionar.

Dalje, naučnici izveli niz eksperimenata za procjenu promena u putanju na litijum ionsneeded za kretanje. Sve u svemu, oni su videli da magnetno polje smanjila na tortuosity od staze kroz elektrode za faktor 4 u odnosu na referentni elektrode.

Na kraju, oni izračunaju howthis uticala na performanse baterije testiranjem elektroda u konfiguraciji "half-cell" (što znači da su didnand #39; t gradi pune baterije). Praktična punjenja kamatne stope, poravnanja ljuspice grafitom povećao kapacitet skladištenja litijum elektroda faktor između 1.6 i 3.

Ova istraga pokazuje da je hemija nije jedina bitna faktor u igri u dizajnu baterije – Optimizacija elektrode arhitektura može pomoći jačanje baterija performansi kao. Buduće studije će morati da determinethe skalabilnost za ovu tehniku.


Inače