211service.com
Nanowire Advance ličio akumuliatoriams
Ličio jonai tapo pasirinktu elektromobilių akumuliatoriumi, skatinančiu tyrėjus pagerinti technologijos veikimą, ilgaamžiškumą ir patikimumą. Medžiagų mokslo ir inžinerijos profesoriaus sukurtas naujo tipo nanolaidinis elektrodas Yi Cui Stanforde yra žingsnis šio tikslo link.
Nanowire Boost: Anglies nanolaideliai, padengti siliciu (apačioje), sukuria medžiagą, kuri gali išlaikyti šešis kartus daugiau įkrovos nei grafitas, naudojamas šiandieniniuose ličio akumuliatorių elektroduose. (Viršuje pavaizduoti pliki anglies nanolaidai.)
Nauji elektrodai, aptarti praėjusią savaitę Nano raidės , gali sukaupti šešis kartus daugiau įkrovos nei dabartinių ličio baterijų grafito elektrodai – tai reiškia, kad elektromobiliai per vieną įkrovimo seansą nuvažiuoja daugiau.
Kai ličio baterija įkraunama, ličio jonai juda iš teigiamo elektrodo (katodo) į neigiamą anodą. Silicis yra perspektyvi medžiaga anodams, nes jame gali būti daugiau nei 10 kartų daugiau jonų nei grafite, esant tokiam pat svoriui. Tačiau kai silicis sugeria krūvį, jis išsipučia iki keturių kartų pradinio tūrio ir po kelių įkrovimo ciklų įtrūksta.
Naujieji nanolaideliai išnaudoja silicio ir grafito savybes. Cui ir jo kolegos gamina medžiagą ant anglies nanolaidų nusodindami amorfinį silicį. Laidai gali saugoti apie 2000 miliampervalandžių vienam gramui, o grafito anodai – mažiau nei 360 miliampervalandžių vienam gramui. Tuo tarpu anglies šerdis daro juos tvirtus. Ličio jonai taip pat gali būti absorbuojami į anglį, sako Cui, tačiau anglies tūrio padidėjimas yra 10 procentų ar mažesnis, todėl tai yra stabilus pagrindas. Atliekant bandymus, nanolaidai gerai veikė daugiau nei 50 įkrovimo ciklų.
Tyrėjai anksčiau gamino elektrodus iš gryno kristalinio silicio nanovielio. Jie turėjo trigubą grafito elektrodų talpą, tačiau truko tik 20 ciklų.
Anglies ir silicio nanolaidelius taip pat lengviau pagaminti. Jiems nereikia aukštos temperatūros, reikalingos tik silicio nanolaideliams auginti. Anglies nanopluoštas jau parduodamas ir jūs galite pagaminti tonas, sako Cui. Dengimo procesas gali būti atliktas daug greičiau ir yra lengvas didelio masto gamybai.
Norint naudoti komercinėse elektrinėse transporto priemonėse, ličio akumuliatoriaus elektrodai turi veikti mažiausiai 300 įkrovimo ciklų. Šiuo atžvilgiu nanolaidai gali susidurti su didele konkurencija. 2008 m. gruodį komanda iš Hanyang universiteto Ansan mieste, Pietų Korėjoje, pristatė nanoporinius silicio anodus, kurie truko daugiau nei 100 įkrovimo ciklų ir galėjo išlaikyti daugiau įkrovos nei nanolaideliai. Chemikas Jaephilis Cho , kuris vadovavo darbui, teigia, kad nanoporingoje medžiagoje yra daugiau silicio tūrio vienete nei nanolaideliuose, todėl ji gali išlaikyti daugiau krūvio tūrio vienete. Tačiau jis sako, kad anglies pluošto [gamybą] lengva išplėsti, todėl manoma, kad [Cui] anglies ir silicio nanolaidų gamybos metodas yra labai praktiškas.
Tuo tarpu „General Motors“ ir „Applied Sciences“ kuria nanolaidinius anodus, kurie yra labai panašūs į Stanfordo komandos. Įmonės padengia anglies nanopluoštus silicio dalelėmis, o ne amorfiniu siliciu, todėl gaunami anodai, galintys saugoti nuo 1000 iki 1500 miliampervalandžių vienam gramui. Gholam-Abbas Nazri, vadovaujantis darbui GM tyrimų ir plėtros centre Vorene, MI, teigia, kad anodo talpą galima padidinti storinant silicio sluoksnį, tačiau šiuo metu geriausia stabilizuoti talpą ties 1000 miliampervalandžių. už gramą. Anot Nazri, anodams, kuriuose kaupiamas didesnis krūvis, reikia katodų, galinčių tiekti didesnį krūvį, ir šiuo metu nėra katodo [medžiagos], kurios būtų pakankamai talpos, kad atitiktų anglies ir silicio anodą.
Cui įsitikinęs, kad silicis bus naudojamas kaip ličio baterijų anodo medžiaga. Per ateinančius penkerius ar mažiau metų pamatysime bateriją su silicio anodais, sako jis. Tačiau kaina bus lemiamas veiksnys. Galų gale, pasak jo, viskas priklauso nuo to, kas gali sugalvoti nebrangų didelio masto gamybos procesą, sukurti geriausią našumą ir išleisti produktus.