על פי דיווחים בתקשורת זרה, החוקרת הפוסט-דוקטורט של אוניברסיטת רייס, Anulekha Haridas, השתמשה בסוללת הליתיום-יון הבנויה כדי לבדוק את ההשפעה של ציפוי אלומינה על האלקטרודה החיובית. ציפוי הננו יכול להגן על האלקטרודה החיובית מפני השפלה.
חוקרים מבית הספר להנדסה בראון באוניברסיטת רייס הוסיפו שכבה דקה של תחמוצת אלומיניום על האלקטרודה החיובית הרגילה ומצאו כי הדבר ישפר את ביצועי הסוללה של כלי רכב חשמליים ויהיה בעל בידוד חזק יותר. קיבולת אחסון אנרגיה ברשת.
האגודה האמריקנית לכימיה תיארה מנגנון שלא היה ידוע בעבר בדוח מחקר. תחת המנגנון הזה, ליתיום כלוא בסוללה, מגביל את מספר הטעינות והפריקה בעוצמה מלאה, אבל זה לא גורם לאנשים לאבד תקווה. Sibani Lisa Biswal, מהנדסת במעבדה לכימיקלים וביו-מולקולריים של רייס, מצאה נקודה אופטימלית בסוללה כדי לספק מחזור חלק ליישומים קשורים על ידי אי-מקסום קיבולת האחסון של הסוללה.
Biswal אמר שסוללות ליתיום-יון מסורתיות משתמשות באנודות מבוססות גרפיט בקיבולת של פחות מ-400mAh/g. לעומת זאת, הקיבולת הפוטנציאלית של האלקטרודה השלילית של הסיליקון עשויה להיות פי 10 מזו שלה. עם זאת, לאלקטרודת הסיליקון השלילית יש גם חסרונות: כאשר סיליקון משולב עם ליתיום ליצירת סגסוגת, הסיליקון יתרחב, ויפעיל לחץ על האלקטרודה השלילית. הצוות השתמש בסיליקון נקבובי לבניית סוללה והגביל את הקיבולת שלה ל-1000mAh/g. התוצאות הראו שמחזור הסוללה שנבדק יציב ויכול לשמור על קיבולת טובה. Biswal אמר: "מקסום הקיבולת יפעיל לחץ רב על החומר. אסטרטגיה זו יכולה להשיג קיבולת מבלי לייצר את אותו לחץ. 1000mAh/g היא קפיצה גדולה".
את הצוות מובילה החוקרת הפוסט-דוקטורט אנולקה חרידס. הם בדקו את הרעיון של התאמת אנודות סיליקון נקבוביות בעלות קיבולת גדולה (במקום גרפיט) עם אנודות ניקל-מנגן-קובלט במתח גבוה (NMC). לאחר מאות מחזורים, סוללת הליתיום-יון המלאה מציגה יכולת מחזוריות יציבה וקיבולת של 1000 mAh/g. על ידי שקיעת שכבה אטומית, חלק מהאלקטרודות החיוביות מכוסות בשכבת תחמוצת אלומיניום של 3 ננומטר, בעוד שאחרות לא. החוקרים גילו כי בנוכחות חומצה הידרופלואורית, ציפוי תחמוצת האלומיניום יכול למנוע מהאלקטרודה החיובית להתפרק. היווצרות חומצה הידרופלואורית נובעת מחדירת מים (אפילו כמות קטנה של מים) לאלקטרוליט הנוזלי. בדיקות מראות שאלומינה יכולה גם להאיץ את טעינת הסוללה ולהפחית את מספר הטעינה והפריקה.
חרידס אמר כי ליתיום מועבר במהירות באלומינה ועשוי להילכד בכמויות גדולות. חוקרים גילו כי אנודות סיליקון יכולות ללכוד ליתיום בכמויות גדולות, מה שהופך אותן ללא מתאימות לציוד חשמל. אבל זה הדיווח הראשון שאלומינה עצמה יכולה לספוג ליתיום עד שהיא רוויה. מנקודת מבט זו, השכבה יכולה לפעול כזרז לקידום נדידת יונים באלקטרודה החיובית. הרידאס אמר: "מנגנון לכידת ליתיום זה יכול להגן ביעילות על האלקטרודה החיובית ולשמור על קיבולת וצפיפות אנרגיה יציבה לכל הסוללה".
קישור למאמר זה: ציפוי אלומינה יכול להגן על האלקטרודה החיובית של סוללת ליתיום-יון
הצהרת הדפסה חוזרת: אם אין הנחיות מיוחדות, כל המאמרים באתר זה מקוריים. נא לציין את המקור להדפסה חוזרת: https://www.cncmachiningptj.com
PTJ® מספק מגוון רחב של דיוק מותאם אישית