Laut ausländischen Medienberichten hat die Postdoktorandin der Rice University, Anulekha Haridas, die konstruierte Lithium-Ionen-Batterie verwendet, um die Auswirkungen der Aluminiumoxidbeschichtung auf die positive Elektrode zu testen. Die Nanobeschichtung kann die positive Elektrode vor Abbau schützen.
Forscher der Brown School of Engineering der Rice University trugen eine dünne Schicht Aluminiumoxid auf die gewöhnliche positive Elektrode auf und fanden heraus, dass dies die Batterieleistung von Elektrofahrzeugen verbessern und eine stärkere Isolierung aufweisen würde. Energiespeicherkapazität des Netzwerks.
Die American Chemical Society beschrieb in einem Forschungsbericht einen bisher unbekannten Mechanismus. Bei diesem Mechanismus wird Lithium in der Batterie eingeschlossen, was die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge bei voller Leistung begrenzt, aber dies lässt die Menschen nicht die Hoffnung verlieren. Sibani Lisa Biswal, Ingenieurin am Rice Chemical and Biomolecular Laboratory, fand einen optimalen Punkt in der Batterie, um einen reibungslosen Zyklus für verwandte Anwendungen zu gewährleisten, indem sie die Speicherkapazität der Batterie nicht maximierte.
Biswal sagte, dass herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien Anoden auf Graphitbasis mit einer Kapazität von weniger als 400 mAh/g verwenden. Im Gegensatz dazu kann die potentielle Kapazität der negativen Siliziumelektrode das Zehnfache davon betragen. Die negative Elektrode aus Silizium hat jedoch auch Nachteile: Wenn Silizium mit Lithium zu einer Legierung verbunden wird, dehnt sich das Silizium aus und übt Druck auf die negative Elektrode aus. Das Team verwendete poröses Silizium, um eine Batterie zu bauen und begrenzte ihre Kapazität auf 10 mAh/g. Die Ergebnisse zeigten, dass der getestete Batteriezyklus stabil ist und eine gute Kapazität aufrechterhalten kann. Biswal sagte: „Die Maximierung der Kapazität wird das Material stark belasten. Diese Strategie kann die Kapazität erreichen, ohne den gleichen Druck zu erzeugen. 1000 mAh/g ist ein großer Sprung.“
Das Team wird von der Postdoktorandin Anulekha Haridas geleitet. Sie testeten das Konzept, poröse Siliziumanoden mit großer Kapazität (anstelle von Graphit) mit Hochspannungsanoden aus Nickel-Mangan-Kobaltoxid (NMC) abzugleichen. Nach Hunderten von Zyklen weist der Lithium-Ionen-Vollakku eine stabile Zyklenfähigkeit und eine Kapazität von 1000 mAh/g auf. Durch Atomlagenabscheidung werden einige positive Elektroden mit einer 3 nm Aluminiumoxidschicht bedeckt, andere nicht. Die Forscher fanden heraus, dass die Aluminiumoxid-Beschichtung in Gegenwart von Flusssäure die Zersetzung der positiven Elektrode verhindern kann. Die Bildung von Flusssäure ist auf das Eindringen von Wasser (auch geringer Wassermenge) in den flüssigen Elektrolyten zurückzuführen. Tests zeigen, dass Aluminiumoxid auch das Laden von Batterien beschleunigen und die Anzahl der Lade- und Entladevorgänge reduzieren kann.
Haridas sagte, dass Lithium in Aluminiumoxid schnell transportiert wird und in großen Mengen eingefangen werden kann. Forscher haben herausgefunden, dass Siliziumanoden Lithium in großen Mengen einfangen können, was sie für Stromversorgungsgeräte ungeeignet macht. Dies ist jedoch der erste Bericht, dass Aluminiumoxid selbst Lithium absorbieren kann, bis es gesättigt ist. Unter diesem Gesichtspunkt kann die Schicht als Katalysator wirken, um die Ionenwanderung in der positiven Elektrode zu fördern. Haridas sagte: „Dieser Lithium-Capture-Mechanismus kann die positive Elektrode effektiv schützen und eine stabile Kapazität und Energiedichte für die gesamte Batterie aufrechterhalten.“
Link zu diesem Artikel: Aluminiumoxidbeschichtung kann die positive Elektrode der Lithium-Ionen-Batterie schützen
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