Perubahan mangan untuk bateri lithium-ion
22 Mar 2021 - simpanan tenaga bateri lithium-ion Penyimpanan tenaga lithium-ion
Katod bebas kobalt dapat mengatasi masalah bekalan dengan menggunakan salah satu logam termurah yang ada.
Penyelidik AS telah membuat bateri lithium-ion yang menggunakan mangan sebagai bahan katod dan bukannya kobalt atau nikel tradisional. Karya ini dapat menawarkan alternatif yang murah dan melimpah untuk sumber-sumber yang semakin mahal dan terhad ini, menyediakan cara untuk memenuhi permintaan penyimpanan tenaga lithium-ion yang berkembang pesat.
Sebilangan besar katod bateri lithium-ion bergantung pada kobalt atau nikel kerana mereka mudah membuat struktur berlapis dan tersusun. Tetapi pada tahun 2014 sebuah kumpulan di Massachusetts Institute of Technology (MIT) yang diketuai oleh Gerbrand Ceder menunjukkan bahawa bateri lithium-ion dengan struktur yang tidak berfungsi dapat berfungsi selagi mereka kaya dengan litium, membuka kemungkinan untuk mencuba yang baru, dan mungkin lebih baik, bahan.
Ceder dan rakan-rakannya di University of California dan Lawrence Berkeley National Laboratory, AS, kini telah mengembangkan bateri lithium-ion dengan katod berasaskan mangan, dan menunjukkan bahawa ia berpotensi menyimpan lebih banyak tenaga daripada kobalt atau nikel. â € ˜Kami berpendapat bahawa jika kami dapat membuat katod di mana kami tidak peduli tentang pelapisan, kami dapat menggunakan spektrum logam yang jauh lebih luas, â € kata pengarang utama Jinhyuk Lee dari MIT. â € ˜Kami memutuskan untuk menggunakan mangan kerana ia adalah salah satu logam termurah yang ada.â €
Mangan sudah 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 dari mangan yang tidak teratur dan oksida logam lain telah terhad kerana ia menjadi tidak stabil dan kehilangan kapasiti kerana terlalu banyak aktiviti redoks oksigen ketika ion litium bergerak dari katod ke anod berasaskan litium semasa pengisian.
Untuk mengurangkan aktiviti ini dan untuk mendapatkan katod oksida mangan berkapasiti tinggi, pasukan Ceder menemui cara untuk mendorong mangan menukar dua elektron, yang dilakukan katod berasaskan nikel berkapasiti tinggi, dan bukan satu. Ini melibatkan menurunkan valensi mangan ke Mn2 + dengan menggantikan beberapa anion oksigen dengan anion fluorin valent rendah sementara menukar beberapa kation mangan dengan ion niobium dan titanium yang lebih tinggi. Ini bermaksud redoks berganda kation mangan boleh berlaku dari Mn2 + hingga Mn4 +, memungkinkan pecahan ion litium yang tinggi bergerak dari katod ke anod litium tanpa menjadi tidak stabil.
â € ˜Hasil makmal kami [ujian kitaran bateri] menunjukkan ketumpatan tenaga katod kami yang lebih tinggi (~ 1000 Wh / kg) berbanding katod yang ada (600â € 700 700 / kg), â € kata Ceder. â € ˜Tetapi data kami tidak berada dalam skala komersial, jadi ujian dan pengoptimuman lebih lanjut terhadap bahan kami harus diikuti.â € ™
â € ˜Walaupun peningkatan lebih lanjut dalam kestabilan kitaran diperlukan untuk aplikasi praktikal, strategi yang dilaporkan sangat menjanjikan dan memungkinkan untuk penjelajahan pelbagai kation valent tinggi, â € komen Gleb Yushin, yang menyelidiki penyimpanan tenaga di Institut Teknologi Georgia , AS. â € ˜Keperluan untuk mengurangkan voltan sel ke nilai yang sangat rendah dapat membuat penghalang untuk aplikasi teknologi yang dilaporkan ke peranti elektronik, tetapi tidak seharusnya menjadi masalah besar untuk aplikasi automotif.â €
Tel: 86-0755-33065435
Mel: info@vtcpower.com
Web: www.vtcbattery.com
Alamat: No 10, Jalan JinLing, Taman Perindustrian Zhongkai, Bandar Huizhou, China
Kata kunci panas: bateri lithium polimer, pengeluar bateri lithium polimer, Bateri Lifepo4, Bateri Lithium-ion Polimer (LiPo), Bateri Li-ion, LiSoci2, NiMH-NiCD bateri, Bateri BMS
Dalam kehidupan seharian, pelajari lebih lanjut mengenai penggunaan bateri litium, terutamanya peranti pengecas dan telefon bimbit, untuk mengelakkan letupan yang disebabkan oleh pengecasan terlalu lama
