Преуредување од манган за литиум-јонски батерии
22 март 2021 година - складирање на енергија на литиум-јонска батерија складирање на литиум-јонска енергија
Катодите без кобалт би можеле да се борат со проблемите со снабдувањето со користење на еден од најевтините достапни метали.
Американските истражувачи направија литиум-јонска батерија која користи манган како катоден материјал наместо традиционалниот кобалт или никел. Работата може да понуди евтина и изобилна алтернатива на овие сè поскапи и ограничени ресурси, обезбедувајќи начин да се задоволи брзо растечката побарувачка за складирање на енергија од литиум-јони.
Повеќето катоди на литиум-јонски батерии зависеле од кобалт или никел затоа што лесно ги одржуваат структурите слоевити и подредени. Но, во 2014 година, група од Технолошкиот институт во Масачусетс (МИТ) предводена од Гербранд Седер покажа дека литиум-јонските батерии со нарушена структура можат да работат се додека се богати со литиум, отворајќи ја можноста да се испробаат нови, а можеби и подобро, материјали.
Седер и колегите од Универзитетот во Калифорнија и Националната лабораторија Лоренс Беркли, САД, сега развија литиум-јонска батерија со нарушена катода базирана на манган и покажаа дека потенцијално може да складира повеќе енергија од кобалт или никел. „Нашата идеја беше дека ако можеме да направиме катоди каде што не ни е грижа за слоевитоста, би можеле да користиме многу поширок спектар на метали“, вели водечкиот автор Џинхјук Ли од МИТ. „Решивме да одиме на манган бидејќи е еден од најевтините достапни метали.
Манганот веќе се користи во традиционалните слоевити литиум-јонски батерии катоди, но како стабилизирачки метал со мало учество во складирањето на електрони. Неодамнешните обиди да се направат катоди чисто од неуреден манган и други метални оксиди се ограничени бидејќи тие стануваат нестабилни и го губат капацитетот поради премногу кислородна редокс активност кога литиумските јони се движат од катодата до анодата базирана на литиум за време на полнењето.
За да се намали оваа активност и да се добие катода на манган оксид со висок капацитет, тимот на Седер најде начин како манган да размени два електрони, што го прават катодите базирани на никел со висок капацитет, наместо еден. Ова вклучува намалување на валентноста на манган до Mn2+ со замена на некои кислородни анјони со анјони на флуор со пониско валентни додека некои катјони на манган се заменуваат со високовалентни јони на ниобиум и титаниум. Ова значеше дека двојниот редокс на манган катјоните може да се појави од Mn2+ до Mn4+, овозможувајќи голема фракција на литиум јони да се движат од катодата до литиумската анода без да станат нестабилни.
„Резултатите од нашата лабораториска скала [тест за возење велосипед со батерии] покажуваат прилично поголема енергетска густина на нашите катоди (~ 1000 Wh/kg) во споредба со онаа на постоечките катоди (600-700 Wh/kg),“ вели Седер. „Но, нашите податоци не се на комерцијално ниво, па затоа треба да следат дополнителни тестови и оптимизација на нашите материјали.
„Иако се потребни дополнителни подобрувања во стабилноста на циклусот за практични апликации, пријавената стратегија ветува многу и овозможува широко истражување на различни високовалентни катјони“, коментира Глеб Јушин, кој истражува складирање енергија во Технолошкиот институт Џорџија, САД. „Потребата да се намали напонот на ќелијата на многу ниски вредности може да создаде бариера за примената на пријавената технологија на електронски уреди, но не треба да биде голема работа за автомобилските апликации.
Тел: 86-0755-33065435
Пошта: info@vtcpower.com
Веб: www.vtcbattery.com
Адреса: бр. 10, патот ЏинЛинг, индустриски парк Жонгкаи, градот Хуижоу, Кина
Жешки клучни зборови: полимерна литиумска батерија, производител на полимерни литиумски батерии, Lifepo4 батерија, Литиум-јонски полимер (LiPo) батерии, Li-ion батерија, LiSoci2, NiMH-NiCD батерија, BMS батерија
Во секојдневниот живот, дознајте повеќе за употребата на литиумските батерии, особено уредите за полнење и мобилните телефони, за да избегнете експлозии предизвикани од предолго полнење
