Pengubahsuaian mangan untuk bateri litium-ion
22 Mac 2021 - storan tenaga bateri lithium-ion storan tenaga litium-ion
Katod bebas kobalt boleh mengatasi masalah bekalan dengan menggunakan salah satu logam termurah yang ada.
Penyelidik AS telah membuat bateri litium-ion yang menggunakan mangan sebagai bahan katod dan bukannya kobalt atau nikel tradisional. Kerja itu boleh menawarkan alternatif yang murah dan banyak kepada sumber yang semakin mahal dan terhad ini, menyediakan cara untuk memenuhi permintaan yang semakin meningkat untuk penyimpanan tenaga litium-ion.
Kebanyakan katod bateri litium-ion bergantung kepada kobalt atau nikel kerana ia mudah mengekalkan struktur berlapis dan teratur. Tetapi pada tahun 2014 sebuah kumpulan di Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang diketuai oleh Gerbrand Ceder menunjukkan bahawa bateri lithium-ion dengan struktur tidak teratur boleh berfungsi selagi ia kaya dengan litium, membuka kemungkinan untuk mencuba yang baru, dan mungkin. lebih baik, bahan.
Ceder dan rakan sekerja di University of California dan Lawrence Berkeley National Laboratory, AS, kini telah membangunkan bateri litium-ion dengan katod berasaskan mangan yang tidak teratur, dan menunjukkan bahawa ia berpotensi menyimpan lebih banyak tenaga daripada kobalt atau nikel. 'Idea kami ialah jika kami boleh membuat katod di mana kami tidak mengambil berat tentang pelapisan, kami boleh menggunakan spektrum logam yang lebih luas,' kata pengarang utama Jinhyuk Lee dari MIT. 'Kami memutuskan untuk menggunakan mangan kerana ia adalah salah satu logam termurah yang ada.'
Mangan telah digunakan dalam katod bateri lithium-ion berlapis tradisional tetapi sebagai logam penstabil dengan sedikit penglibatan dalam penyimpanan elektron. Percubaan baru-baru ini untuk membuat katod semata-mata daripada mangan tidak teratur dan oksida logam lain telah terhad kerana ia menjadi tidak stabil dan kehilangan kapasiti akibat terlalu banyak aktiviti redoks oksigen apabila ion litium bergerak dari katod ke anod berasaskan litium semasa pengecasan.
Untuk mengurangkan aktiviti ini dan untuk mendapatkan katod mangan oksida berkapasiti tinggi, pasukan Ceder menemui cara untuk mendapatkan mangan untuk menukar dua elektron, iaitu apa yang dilakukan oleh katod berasaskan nikel berkapasiti tinggi, bukannya satu. Ini melibatkan penurunan valens mangan kepada Mn2+ dengan menggantikan beberapa anion oksigen dengan anion fluorin valent rendah sambil menukar beberapa kation mangan dengan ion niobium dan titanium yang lebih tinggi. Ini bermakna redoks berganda kation mangan boleh berlaku dari Mn2+ ke Mn4+, membenarkan pecahan tinggi ion litium bergerak dari katod ke anod litium tanpa menjadi tidak stabil.
'Keputusan skala makmal [ujian berbasikal bateri] kami menunjukkan ketumpatan tenaga yang agak tinggi bagi katod kami (~1000 Wh/kg) berbanding katod sedia ada (600-700 Wh/kg),' kata Ceder. 'Tetapi data kami bukan pada skala komersial, jadi ujian lanjut dan pengoptimuman bahan kami harus diikuti.'
'Walaupun penambahbaikan selanjutnya dalam kestabilan kitaran diperlukan untuk aplikasi praktikal, strategi yang dilaporkan memegang janji besar dan membolehkan penerokaan luas pelbagai kation bervalensi tinggi,' komen Gleb Yushin, yang menyiasat penyimpanan tenaga di Institut Teknologi Georgia, AS. 'Keperluan untuk mengurangkan voltan sel kepada nilai yang sangat rendah mungkin mewujudkan halangan untuk aplikasi teknologi yang dilaporkan pada peranti elektronik, tetapi tidak sepatutnya menjadi masalah besar untuk aplikasi automotif.'
Tel: 86-0755-33065435
Mel: info@vtcpower.com
Web: www.vtcbattery.com
Alamat: No 10,JinLing Road,Zhongkai Industrial Park,Huizhou City,China
Kata Kunci Panas: bateri litium polimer, pengeluar bateri litium polimer, Bateri Lifepo4, Bateri Polimer Lithium-ion (LiPo), Bateri Li-ion, LiSoci2, Bateri NiMH-NiCD, Bateri BMS
Dalam kehidupan seharian, ketahui lebih lanjut tentang penggunaan bateri litium, terutamanya peranti pengecasan dan telefon mudah alih, untuk mengelakkan letupan yang disebabkan oleh pengecasan terlalu lama
