211service.com
Nanowire Advance litija baterijām
Litija joni ir kļuvuši par elektrisko transportlīdzekļu izvēlēto akumulatoru, mudinot pētniekus uzlabot tehnoloģijas veiktspēju, ilgmūžību un uzticamību. Jauns nanovadu elektrodu veids, ko izstrādājis materiālu zinātnes un inženierzinātņu profesors Yi Cui Stenfordā ir solis uz šo mērķi.
Nanowire Boost: Oglekļa nanovadi, kas pārklāti ar silīciju (apakšā), rada materiālu, kas spēj uzglabāt sešas reizes vairāk lādiņu nekā grafīts, ko izmanto mūsdienu litija akumulatoru elektrodos. (Augšpusē parādīti tukši oglekļa nanovadi.)
Jaunie elektrodi, par kuriem tika runāts pagājušajā nedēļā Nano burti , var uzglabāt sešas reizes vairāk lādiņa nekā pašreizējo litija akumulatoru grafīta elektrodi, kas nozīmē, ka elektriskās automašīnas nodrošina lielāku nobraukumu vienā uzlādes sesijā.
Kad litija akumulators ir uzlādēts, litija joni pārvietojas no pozitīvā elektroda (katoda) uz negatīvo anodu. Silīcijs ir daudzsološs anodu materiāls, jo tas var uzglabāt vairāk nekā 10 reizes vairāk jonu nekā grafīts ar tādu pašu svaru. Bet, kad silīcijs absorbē lādiņu, tas uzbriest līdz četrām reizēm no sākotnējā tilpuma, saplaisājot pēc dažiem uzlādes cikliem.
Jaunie nanovadi izmanto silīcija un grafīta īpašības. Cui un viņa kolēģi izgatavo materiālu, uz oglekļa nanovadiem uzklājot amorfu silīciju. Vadi var uzglabāt aptuveni 2000 miliampērstundas uz gramu, savukārt grafīta anodi uzglabā mazāk nekā 360 miliampērstundas uz gramu. Tikmēr oglekļa kodols padara tos izturīgus. Cui saka, ka litija joni var arī absorbēties ogleklī, taču oglekļa tilpuma palielināšanās ir par 10 procentiem vai mazāka, tāpēc tas nodrošina stabilu mugurkaulu. Testos nanovadi labi darbojās vairāk nekā 50 uzlādes ciklos.
Pētnieki iepriekš bija izgatavojuši elektrodus no tīra kristāliskā silīcija nanovada. Tiem bija trīskārša grafīta elektrodu uzglabāšanas jauda, bet tie ilga tikai 20 ciklus.
Oglekļa-silīcija nanovadus ir arī vieglāk izgatavot. Viņiem nav nepieciešama augsta temperatūra, kas nepieciešama tikai silīcija nanovadu audzēšanai. Oglekļa nanošķiedra jau ir komerciāli pieejama, un jūs varat ražot tonnas, saka Cui. Pārklāšanas procesu var veikt daudz ātrāk, un to ir viegli veikt liela mēroga ražošanā.
Lai izmantotu komerciālos elektriskos transportlīdzekļos, litija akumulatoru elektrodiem ir jāiztur vismaz 300 uzlādes cikli. Šajā ziņā nanovadi varētu saskarties ar spēcīgu konkurenci. 2008. gada decembrī komanda no Hanjanas universitātes Ansanā, Dienvidkorejā, atklāja nanoporainus silīcija anodus, kas izturēja vairāk nekā 100 uzlādes ciklus un varēja uzglabāt vairāk uzlādes nekā nanovadi. Ķīmiķis Džefils Čo , kurš vadīja darbu, saka, ka nanoporainajam materiālam ir vairāk silīcija uz tilpuma vienību nekā nanovadiem, tāpēc tajā var būt vairāk lādiņa uz tilpuma vienību. Tomēr viņš saka, ka oglekļa šķiedras [ražošanu] ir viegli palielināt, un tāpēc tiek uzskatīts, ka [Cui] metode oglekļa-silīcija nanovadu izgatavošanai ir ļoti praktiska.
Tikmēr General Motors un Applied Sciences izstrādā nanovadu anodus, kas ir ļoti līdzīgi Stenfordas komandas anodiem. Uzņēmumi pārklāj oglekļa nanošķiedras ar silīcija daļiņām, nevis amorfo silīciju, kā rezultātā tiek iegūti anodi, kas var uzglabāt lādiņu no 1000 līdz 1500 miliampērstundām uz gramu. Gholam-Abbas Nazri, kurš vada darbu GM pētniecības un attīstības centrā Vorenā, MI, saka, ka anoda jaudu var palielināt, padarot silīcija slāni biezāku, taču šobrīd vislabāk ir stabilizēt jaudu pie 1000 miliampērstundām. par gramu. Anodiem, kas uzglabā vairāk lādiņu, ir nepieciešami katodi, kas var nodrošināt lielāku lādiņu, saka Nazri, un šobrīd nav neviena katoda [materiāla] ar pietiekamu jaudu, lai tas atbilstu oglekļa-silīcija anodam.
Cui ir pārliecināts par silīcija kā litija akumulatoru anoda materiāla panākumiem. Viņš saka, ka nākamo piecu gadu laikā mēs redzēsim akumulatoru ar silīcija anodiem. Tomēr izmaksas būs noteicošais faktors. Galu galā, viņš saka, viss ir atkarīgs no tā, kurš var piedāvāt zemu izmaksu, liela mēroga ražošanas procesu, nodrošināt vislabāko veiktspēju un izlaist produktus.