Lityum iyon piller için manganez dönüşümü
22 Mart 2021 - lityum iyon pil enerji depolama lityum iyon enerji depolama
Kobalt içermeyen katotlar, mevcut en ucuz metallerden birini kullanarak tedarik sorunlarıyla mücadele edebilir.
ABD'li araştırmacılar katot malzemesi olarak geleneksel kobalt veya nikel yerine manganez kullanan bir lityum iyon pil yaptılar. Bu çalışma, giderek pahalılaşan ve sınırlı olan bu kaynaklara ucuz ve bol bir alternatif sunarak, hızla artan lityum iyon enerji depolama talebini karşılamanın bir yolunu sunabilir.
Lityum-iyon pil katotlarının çoğu, yapıları kolayca katmanlı ve düzenli tuttukları için kobalt veya nikele bağımlıdırlar. Ancak 2014 yılında Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) Gerbrand Ceder liderliğindeki bir grup, düzensiz yapıya sahip lityum iyon pillerin, lityum açısından zengin oldukları sürece çalışabileceğini gösterdi. daha iyisi, malzemeler.
Kaliforniya Üniversitesi ve ABD'deki Lawrence Berkeley Ulusal Laboratuvarı'ndan Ceder ve meslektaşları, düzensiz manganez bazlı katoda sahip bir lityum iyon pil geliştirdiler ve bunun potansiyel olarak kobalt veya nikelden daha fazla enerji depolayabildiğini gösterdiler. MIT'den baş yazar Jinhyuk Lee, "Bizim fikrimiz, katmanlamayı umursamadığımız katotlar yapabilirsek çok daha geniş bir metal yelpazesi kullanabileceğimizdi" diyor. 'Mevcut en ucuz metallerden biri olduğu için manganezi tercih etmeye karar verdik.'
Manganez halihazırda geleneksel katmanlı lityum iyon pil katotlarında kullanılıyor ancak elektron depolamaya çok az katkısı olan stabilize edici bir metal olarak kullanılıyor. Tamamen düzensiz manganez ve diğer metal oksitlerden katot yapma yönündeki son girişimler sınırlı kalmıştır çünkü lityum iyonları şarj sırasında katottan lityum bazlı anoda hareket ettiğinde çok fazla oksijen redoks aktivitesi nedeniyle kararsız hale gelirler ve kapasitelerini kaybederler.
Bu aktiviteyi azaltmak ve yüksek kapasiteli bir manganez oksit katot elde etmek için Ceder'in ekibi, manganezin iki elektronu değiştirmesini sağlamanın bir yolunu buldu; bu, yüksek kapasiteli nikel bazlı katotların bir yerine yaptığı şeydir. Bu, bazı oksijen anyonlarını düşük değerlikli flor anyonlarıyla değiştirirken bazı manganez katyonlarını daha yüksek değerlikli niyobyum ve titanyum iyonlarıyla değiştirerek manganez değerini Mn2+'ya düşürmeyi içeriyordu. Bu, Mn2+'dan Mn4+'ya manganez katyonlarının çift redoksunun meydana gelebileceği ve lityum iyonlarının yüksek bir kısmının kararsız hale gelmeden katottan lityum anoda hareket etmesine olanak sağlayacağı anlamına geliyordu.
Ceder, "Laboratuvar ölçeğindeki [pil döngüsü testi] sonuçlarımız, mevcut katotlara (600-700 Wh/kg) kıyasla katotlarımızın oldukça yüksek enerji yoğunluğunu (~1000 Wh/kg) gösteriyor" diyor. 'Ancak verilerimiz ticari ölçekte değil, dolayısıyla materyallerimizin daha fazla test edilmesi ve optimizasyonunun takip edilmesi gerekiyor.'
ABD'deki Georgia Teknoloji Enstitüsü'nde enerji depolamayı araştıran Gleb Yushin, "Pratik uygulamalar için döngü stabilitesinde daha fazla iyileştirmeye ihtiyaç duyulmasına rağmen, bildirilen strateji büyük umut vaat ediyor ve çeşitli yüksek değerlikli katyonların geniş bir şekilde araştırılmasına olanak tanıyor" yorumunu yapıyor. 'Hücre voltajını çok düşük değerlere düşürme ihtiyacı, bildirilen teknolojinin elektronik cihazlara uygulanması için bir engel oluşturabilir, ancak otomotiv uygulamaları için çok büyük bir sorun olmamalıdır.'
Tel: 86-0755-33065435
Posta: email@example.com
İnternet sitesi: www.vtcbattery.com
Adres: No 10, JinLing Yolu, Zhongkai Endüstri Parkı, Huizhou Şehri, Çin
Sıcak Anahtar Kelimeler: polimer lityum pil,polimer lityum pil üreticisi,Lifepo4 Pil,Lityum-iyon Polimer (LiPo) Piller,Li-ion pil,LiSoci2,NiMH-NiCD pil,Pil BMS
Günlük yaşamda, çok uzun süre şarj edilmesinden kaynaklanan patlamaları önlemek için lityum pillerin, özellikle şarj cihazlarının ve cep telefonlarının kullanımı hakkında daha fazla bilgi edinin.