Yeni keşifler, hızlı şarjı ve daha iyi performans gösteren lityum iyon pilleri mümkün kılar!
Rensselaer Polytechnic Institute in Nature Communications tarafından 16 Nisan 2019'da yayınlanan bir araştırmaya göre, dakikalar içinde şarj edilebilen ancak yine de yüksek kapasiteli çalışmayı sürdüren bir lityum iyonu Batarya mümkündür. Bu gelişme tüketici elektroniği, güneş enerjisi şebekesi depolaması ve elektrikli araçlarda pil performansını geliştirme potansiyeline sahiptir.
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Lityum iyon piller, lityum iyonları iki elektrot (bir pozitif elektrot ve bir negatif elektrot) arasında hareket ederken şarj olur ve deşarj olur. Geleneksel lityum iyon pillerde anot grafitten ve katot lityum kobalt oksitten yapılır. Bu malzemeler birlikte iyi performans gösteriyor, bu yüzden lityum iyon piller giderek daha popüler hale geliyor, ancak Rensselaer araştırmacıları bu işlevin daha da geliştirilebileceğine inanıyor.
Brocade Park: Rensselaer Üniversitesi Makine, Havacılık ve Nükleer Mühendislik Profesörü ve makalenin ilgili yazarı Nikhil Koratkar şunları söyledi: Pil performansını iyileştirmenin yolu elektrot malzemelerini iyileştirmektir, yapmaya çalıştığımız şey lityum iyon teknolojisini performansta daha iyi hale getirmektir . Koratkar'ın nanoteknoloji ve enerji depolama konusundaki kapsamlı araştırması, onu dünyanın en çok alıntı yapılan araştırmacılarından biri yapmıştır. Bu son çalışmada, Koratkar ve ekibi, kobalt oksidi vanadyum disülfür (VS2) ile değiştirerek performansı artırdı. Güçlü iletkenliği nedeniyle daha yüksek enerji yoğunluğu ve daha hızlı şarj hızı. Bu bakış açılarından, bu malzemeden etkileniyoruz. Son yıllarda, VS2'nin potansiyelini çevreleyen heyecan artıyor, ancak şimdiye kadar, araştırmacılar, kısa pil ömrüne yol açabilecek istikrarsızlık nedeniyle zorlandı.
- Nature Communications'da yayınlanan malzeme araştırması, lityum iyon pilleri mümkün kılar. Resim: Rensselaer Polytechnic Institute
Rensselaer araştırmacıları sadece bu istikrarsızlığın nedenini belirlemekle kalmadı, aynı zamanda bu istikrarsızlıkla mücadele etmek için bir yöntem geliştirdi. Ekip ayrıca Fizik, Uygulamalı Fizik ve Astronomi Bölümü başkanı Vincent Meunier ve diğerlerini de içeriyordu. Lityum eklenmesinin, sözde Pells distorsiyonu olan vanadyum atom aralığının asimetrisine neden olduğunu belirlediler. (Peierls distorsiyonu), bu VS2 tabakasının yırtılmasının sebebidir. Tabaka üzerinde bir nano titanyum disülfür kaplama (TiS2) (Peierls'i deforme etmeyen bir malzeme) tabakasının kaplanmasının VS2 tabakasını stabilize edebileceği ve bataryadaki performanslarını iyileştirebileceği bulunmuştur. Bu yenidir ve insanlar temel nedenin bu olduğunun farkında değiller.TiS2 kaplaması bir tampon katman görevi görür.
Mekanik destek sağlamak için VS2 malzemelerini birleştirir. Bu sorun çözüldüğünde, araştırma ekibi VS2-TiS2 elektrodunun yüksek bir hacimde çalışabileceğini veya birim kütle başına büyük miktarda yük depolayabileceğini buldu. Vanadyum ve kükürdün hacmi ve ağırlığı çok küçüktür, bu da yüksek kapasite ve enerji yoğunluğu sağlamalarına izin verir.Küçük boyut da küçük bir pile yardımcı olacaktır. Şarj hızı arttığında elektrot kapasitesi diğer elektrotlar kadar azalmayacaktır. Elektrot makul bir kapasiteyi koruyabilir çünkü kobalt oksitten farklı olarak VS2-TiS2 malzemesi iletkendir. Koratkar, bu keşfin araç akülerinin, portatif elektronik ürünlerin ve güneş enerjili depolamanın gücünü geliştirmede pek çok uygulama alanına sahip olduğuna inanıyor.Yüksek kapasite önemli ancak şarj hızının artırılması da cazip.
Brocade Park-Bilim Popülerleştirme Araştırma / Gönderen: Rensselaer Polytechnic Institute
Referans dergi makaleleri: "Nature Communications"
Brocade Park - Evren Biliminin Güzelliğini Sunuyor
(Daire kartı buraya eklendi, lütfen görüntülemek için Toutiao istemcisine gidin)Sol alt köşede [Daha fazla bilgi] Boke Garden uygulamasını indirin
