Izgradnja boljeg sloja baterije po sloju

Tim istraživača sa Univerziteta Shinshu u Naganou u Japanu sada je bliži tankoj litijum-jonski akumulatoru velikog kapaciteta koji bi mogao otvoriti vrata za bolje sisteme za skladištenje energije za električna vozila.

"Litijum-jonske baterije su veoma obećavajući sistemi za skladištenje energije za električna vozila koja zahtevaju relativno visoke gustine energije", rekao je autor studije Nobuyuki Zettsu, profesor CEES-a i Odsek za kemiju materijala na Univerzitetu Shinshu. "Međutim, njihovi visoki radni naponi najčešće rezultiraju oksidativnom raspadom površine elektrode, koja naknadno promoviše različite bočne reakcije."

Litijum-jonske baterije čuvaju puno energije, ali sila koja je potrebna da bi baterija rasipala energiju je previše - toliko, zapravo, da nastala šteta čini bateriju izgubiti kapacitet skladištenja.

Za suzbijanje ovog problema, Zettsu i kolege ispitali su električne i elektrohemijske osobine visokonaponske (> 4,8 V, vs Li + / Li) katode, gde elektroni ulaze u baterijsku ćeliju.

Zettsu je verovatno pretvorio plimu na površinske modifikatore pomoću samostalnog monolayera. Njegov tim je primenio ultra tanak sloj fluoroalkilisilana na površinu katoda. Fluoroalkilisilan, vrsta silikona, organizuje se u najefikasniji aranžman za vođenje litijumovih jona i izoluje elektrone dok ostane samo jedan atom.

"Otkrili smo ... koji površinu aktivnog materijala premazuje sa samousagrađenim monolayerom ... promoviše efikasan transport unutar elektroda, ali i potiskivanje neželjenih reakcija na elektrodi i interfejsu elektrolita", rekao je Zettsu. "Ovaj premaz obezbedio je poboljšanje u gustini snage i cikličnosti u visokonaponskim litijum-jonskim baterijama."

Istraživači su vidjeli da je direktan kontakt između katode i elektrolita koji ulaze u bateriju minimiziran i da se kapacitet akumulatora nije degradirao čak i nakon sto je bio stotinak.

"Zbog svjetskih ekoloških propisa, pomjeranje električnih i hibridnih automobila nastavlja sa stabilnim momentom. Nivo performansi potreban za litijum-jonske akumulatore je vrlo visok", rekao je Zettsu. "Trenutno radimo na proizvodnji pravih baterijskih ćelija za plug-in hibridna vozila i akumulatora električnih vozila koristeći postupak premaza i eksperimente u automatskim režimima vožnje."

Ovaj rad podržali su Japanska agencija za nauku i tehnologiju i Japansko društvo za promociju nauke.

36v litijumska baterija