Voidaanko litiumioniakun käyttöikää pidentää lisäämällä vetyelementtiä?

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Lieferant von tragbaren Kraftwerken

Raunns Rifo Moore National Laboratoryn (LLNL) tutkijat havaitsivat, että akun kapasiteettia voidaan parantaa huomattavasti, kunhan litiumioniakun elektrodeihin lisätään vetyelementtiä, mikä pidentää käyttöaikaa ja nopeuttaa siirtotoimintoja. Litiumioniakku on ladattava akkutyyppi, ja litiumioni siirretään akusta positiiviselle elektrodille purkamisen aikana, ja positiivisen elektrodin litiumioni siirretään takaisin negatiiviselle elektrodille latauksen aikana. Litiumioniakku on ladattava akkutyyppi, ja litiumioni siirretään akusta positiiviselle elektrodille purkamisen aikana, ja positiivisen elektrodin litiumioni siirretään takaisin negatiiviselle elektrodille latauksen aikana.

Litiumioniakuilla on useita keskeisiä ominaisuuksia, jännite ja energiatiheys. Näiden ominaisuuksien suorituskyky määräytyy viime kädessä litiumionien ja elektrodimateriaalien yhdistelmällä. Elektrodin rakenteessa hienovaraiset muutokset kemiassa ja muodoissa voivat merkittävästi vaikuttaa siihen, miten litiumionit ovat sitoutuneet vahvasti niiden vahvaan sidokseen. Livermore National Labin tutkijat havaitsivat kokeiden ja laskelmien avulla, että litiumioniakussa vetykäsitellyllä grafeenivaahtoelektrodilla on suurempi kapasiteetti ja nopeampi siirtokapasiteetti.

"Nämä havainnot tarjoavat laatuanalyysin, joka auttaa suunnittelemaan suuritehoisia elektrodeja grafeenimateriaaliin perustuen", LLNL-materiaalitutkija Morriswang sanoi. Hän on myös yksi tämän Natural Science Reportissa (NatureScientificReports Journal) julkaistun artikkelin kirjoittajista. Galleenimateriaalit energian varastointielementtien kaupallisessa sovellutuksessa, mukaan lukien litiumioniakut ja superkondensaattorit, jotka vaikuttavat vakavasti sen kykyyn tuottaa tätä materiaalia pienemmillä kustannuksilla.

Yleisesti käytetty kemiallinen synteesimenetelmä jättää lopulta suuren määrän vetyatomeja, minkä vuoksi grafeenin sähkökemiallisen suorituskyvyn vaikutuksia on vaikea määrittää. Livermore Labin tutkijat ovat havainneet, että vetyelementti parantaa tarkoituksella viljarikkaan grafeenin peruslämpötilakäsittelyä, mikä voi itse asiassa parantaa nopeuskapasiteettia. Vetyelementin ja grafeenin vikojen jälkeen pienempi huokos avautuu, mikä voi edistää litiumionien tunkeutumista helpommin, mikä parantaa siirtonopeutta.

Lisää syklistä kapasiteettia voidaan toimittaa litiumionin kautta, joka on kiinnitetty uuteen reunaan (todennäköisimmin kiinnittyy vetyelementtiin). "Elektrodin suorituskyvyn parantaminen on tärkeä läpimurto, joka voi avata enemmän todellisia sovelluksia", sanoi Livermore Laboratory Materials Sciencen tutkijatohtori ja tutkimuspapereiden tärkeä kirjoittaja. Hakeakseen hydraus- ja hydrausvirheiden käyttöä grafeenin litiumionien varastointiominaisuuksissa tutkijat sovelsivat erilaisia ​​lämpökäsittelyolosuhteita, joita sitova vetyelementti altisti, keskittyen sen 3D-grafeeninanovaahdon (GNF) sähkökemiallisiin ominaisuuksiin.

Koostuu viallisesta grafeenista. Tutkijat käyttävät 3D-grafiittinanovaahtoa, koska sillä on useita potentiaalisia sovelluksia, mukaan lukien vedyn varastointi, katalyysi, suodatus, eristys, energian absorptio, kapasitanssin poisto, superkondensaattorit ja litiumioniakut jne. Grafeenin 3D-vaahtomuovikiinnittyvän liiman ominaisuudet eivät voi olla monimutkaisempia, koska lisäaine on monimutkaisempi, joten sitä voidaan käyttää ihanteellisena valintana mekanismien tutkimukseen.

"Huomasimme, että vetyelementin käsittelyn jälkeen grafiittivaahtoelektrodi on edistynyt merkittävästi. Tämän kokeen yhdistelmällä seuraamme vikojen ja vetyratkaisujen välisiä hienovaraisia ​​vuorovaikutuksia ja edistymistä. Vastauksena joidenkin pienten grafeenikemian ja morfologian muutosten tuloksiin on mahdollista tuoda yllättäviä merkittäviä vaikutuksia suorituskykyyn, "LLNL:n tutkijoilla on myös toinen tämän tutkimuksen kirjoittaja" Brandonwood.

Tämän tutkimuksen mukaan tätä ohjattua vetyelementtikäsittelyä voidaan käyttää myös muissa grafeenipohjaisissa anodimateriaaleissa optimoidun litiumionien välityksen ja kierrätettävien varastointisovellusten saavuttamiseksi.