ຂ່າວອຸດສາຫະກໍາ

ການໃຊ້ເຄື່ອງເຕີມກາກບອນເພື່ອປັບປຸງແບັດເຕີຣີ Lithium-Ion ທີ່ມີພະລັງງານສູງ

2021-06-16
ຫົວຂໍ້:
ສະຖາບັນຟີຊິກອາເມລິກາ, ເຕັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີ, ພະລັງງານ, Lithium-Ion, ວິທະຍາສາດວັດສະດຸ
ໂດຍສະຖາບັນອະເມຣິກັນຂອງຟິຊິກໃນວັນທີ 12 ເດືອນພະຈິກປີ 2020



ຂົ້ວໄຟຟ້າ ໜາ ທີ່ມີ nanotubes ກາກບອນທີ່ມີsingleາຜະ ໜັງ ດ່ຽວ (SWCNTs) ສຳ ລັບລະບົບເກັບພະລັງງານທີ່ສາມາດປັບຂະ ໜາດ ໄດ້. ສິນເຊື່ອ: Zhengyu Ju ແລະ Guihua Yu

ເຄື່ອງເຕີມກາກບອນທີ່ ນຳ ເຂົ້າໃນແບັດເຕີຣີ lithium-ion ເຮັດໃຫ້ມີພະລັງງານສູງພ້ອມກັບການເກັບຮັກສາພະລັງງານທີ່ປີ້ນກັບກັນໄດ້.

ແບັດເຕີຣີ Lithium-ion ເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານທີ່ສາມາດສາກໄດ້ຄືນໃmajor່ໄດ້ສໍາລັບອຸປະກອນພົກພາຫຼາຍອັນເຊັ່ນດຽວກັນກັບພາຫະນະໄຟຟ້າ, ແຕ່ການນໍາໃຊ້ຂອງມັນມີຈໍາກັດ, ເພາະວ່າມັນບໍ່ໃຫ້ພະລັງງານສູງໃນຂະນະດຽວກັນອະນຸຍາດໃຫ້ມີການເກັບພະລັງງານທີ່ປີ້ນກັບກັນໄດ້. ການຄົ້ນຄ້ວາລາຍງານຢູ່ໃນການທົບທວນຄືນທາງດ້ານຟີຊິກສາດ, ໂດຍ AIP Publishing, ມີຈຸດປະສົງເພື່ອສະ ເໜີ ໃຫ້ມີການແກ້ໄຂບັນຫາໂດຍສະແດງໃຫ້ເຫັນວ່າການລວມເອົາສານເຕີມນໍ້າທີ່ນໍາໄຟຟ້າປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງແບັດເຕີຣີ.

ການອອກແບບແບັດເຕີຣີທີ່ດີທີ່ສຸດກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຄງສ້າງຂົ້ວໄຟຟ້າ ໜາ. ອັນນີ້ຊ່ວຍເພີ່ມຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານ, ແຕ່ການອອກແບບທົນທຸກຈາກການຂົນສົ່ງ lithium-ion ທີ່ບໍ່ດີ, ເປັນບາດກ້າວອັນສໍາຄັນໃນການເຮັດວຽກຂອງຂົ້ວໄຟຟ້າເຫຼົ່ານີ້. ເຕັກນິກການປັບປຸງຕ່າງ Various ໄດ້ຖືກທົດລອງ, ລວມທັງການສ້າງຊ່ອງທາງທີ່ຈັດລຽງຕາມແນວຕັ້ງຫຼືການສ້າງຮູຂຸມຂົນທີ່ມີຂະ ໜາດ ທີ່ເproperາະສົມເພື່ອ ອຳ ນວຍຄວາມສະດວກໃນການຂົນສົ່ງທາດໄອອອນລິທຽມ.

ອີກວິທີ ໜຶ່ງ ແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບການໃຊ້ເຄື່ອງເຕີມນ້ ຳ ທີ່ເຮັດຈາກກາກບອນທີ່ ນຳ ໄຟຟ້າ. ການສຶກສານີ້ໄດ້ພິຈາລະນາເຄື່ອງເຕີມສາມປະເພດ: nanotubes ກາກບອນທີ່ມີsingleາຜະ ໜັງ ແຜ່ນດຽວ (SWCNTs), graphene nanosheets, ແລະສານທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ Super P, ປະເພດຂອງອະນຸພາກສີດໍາກາກບອນທີ່ຜະລິດອອກມາໃນລະຫວ່າງການຜຸພັງຂອງສານເຄມີກ່ອນ. Super P ເປັນເຄື່ອງເຕີມໄຟຟ້າທີ່ໃຊ້ໄດ້ຫຼາຍທີ່ສຸດໃນແບັດເຕີຣີ lithium-ion.

ສານເຕີມໄດ້ຖືກເພີ່ມເຂົ້າໄປໃນວັດສະດຸໄຟຟ້າປະເພດ ໜຶ່ງ ທີ່ຮູ້ຈັກກັນໃນນາມ NCM ທີ່ບັນຈຸມີນິກເກີນ, cobalt, ແລະແມັງການີສ. ເຈົ້າ ໜ້າ ທີ່ສືບສວນໄດ້ກວດກາຫາສ່ວນປະກອບທີ່ໄດ້ຜົນດ້ວຍການສະແກນກ້ອງຈຸລະທັດເອເລັກໂຕຣນິກ. ອະນຸພາກ Super P ແລະ NCM ໄດ້ຖືກພົບວ່າຈັດລຽງຢູ່ໃນຮູບແບບການຕິດຕໍ່ຈຸດຫາຈຸດ.

ແນວໃດກໍ່ຕາມ, SWCNTs ໄດ້ຖືກຫໍ່ອ້ອມຮອບອະນຸພາກ NCM, ປະກອບເປັນການເຄືອບທີ່ມີການປະພຶດ. ນອກຈາກນັ້ນ, ເຄືອຂ່າຍຂອງ SWCNTs ທີ່ເຊື່ອມຕໍ່ກັນໄດ້ຖືກສັງເກດເຫັນຢູ່ໃນຊ່ອງຫວ່າງລະຫວ່າງອະນຸພາກ NCM. nanosheets graphene ຍັງຖືກຫໍ່ອ້ອມຮອບອະນຸພາກ electrode NCM ແຕ່ບໍ່ເປັນເອກະພາບຄືກັນກັບ SWCNTs.

SWCNTs ໄດ້ຖືກພົບເຫັນວ່າເປັນເຄື່ອງເຕີມໄຟຟ້າທີ່ມີການ ນຳ ໄຟຟ້າທີ່ດີທີ່ສຸດ ສຳ ລັບຂົ້ວໄຟຟ້າ NCM.

i œœການ ນຳ ໄຟຟ້າທີ່ວັດແທກໄດ້ແມ່ນສອດຄ່ອງກັບທິດສະດີການລະລາຍ ¦ ¦ ເມື່ອເຄື່ອງເຕີມໄຟຟ້າຖືກຕື່ມເຂົ້າໄປໃນຕາ ໜ່າງ ກັນຄວາມຮ້ອນ, ການເພີ່ມຄວາມໄວໃນການ ນຳ ໄຟຟ້າຈະເພີ່ມຂື້ນຢ່າງຫຼວງຫຼາຍຈະເກີດຂຶ້ນເມື່ອເສັ້ນທາງດໍາເນີນການທໍາອິດຜ່ານອົງປະກອບຖືກສ້າງຂຶ້ນ, "Guihua Yu ກ່າວ. ໜຶ່ງ ໃນຜູ້ຂຽນ.

ເນື່ອງຈາກການລະບາຍສີອອກມາຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີເສັ້ນທາງທີ່ສົມບູນຜ່ານຕົວກັ່ນຕອງສານ, ຈຳ ນວນຕົວກັ່ນຕອງທີ່ມີປະສິດທິພາບພຽງພໍແມ່ນ ຈຳ ເປັນ. ດັ່ງນັ້ນ, ເຈົ້າ ໜ້າ ທີ່ສືບສວນໄດ້ພິຈາລະນາຕື່ມປະລິມານຕົວເຕີມຕ່າງ various ແລະພົບວ່າການລວມຂົ້ວໄຟຟ້າ NCM ເຂົ້າກັນໄດ້ພຽງ 0.16% ໂດຍນໍ້າ ໜັກ ຂອງ SWCNT ຜະລິດການນໍາໄຟຟ້າທີ່ດີ. ຈຳ ນວນ Super P ແລະ graphene ທີ່ສູງກວ່າແມ່ນຕ້ອງການເພື່ອບັນລຸຜົນໄດ້ຮັບຄືກັນເຫຼົ່ານີ້.

ເຈົ້າ ໜ້າ ທີ່ສືບສວນໄດ້ ນຳ ໃຊ້ເຕັກນິກສະເປັກສະແກນຫຼາຍຮູບແບບ, ລວມທັງ Raman ແລະ X-ray ການດູດຊຶມສະເປັກສະເປັກ, ເພື່ອສຶກສາຜົນປະກອບທີ່ໄດ້ຮັບ.

is œ his ນີ້ແມ່ນຄວາມພະຍາຍາມຮ່ວມມືຈາກສູນຄຸນສົມບັດການຂົນສົ່ງ Mesoscale, ສູນຄົ້ນຄວ້າພະລັງງານຊາຍແດນທີ່ສະ ໜັບ ສະ ໜູນ ໂດຍໂຄງການວິທະຍາສາດພະລັງງານຂັ້ນພື້ນຖານຂອງພະແນກພະລັງງານສະຫະລັດ. ການຄົ້ນພົບຂອງພວກເຮົາຊີ້ໃຫ້ເຫັນວ່າການລວມ SWCNTs ເຂົ້າໄປໃນຂົ້ວໄຟຟ້າ NCM ຊ່ວຍ ອຳ ນວຍຄວາມສະດວກໃຫ້ແກ່ການຖ່າຍໂອນໄອອອນແລະການສາກໄຟ. ອັນນີ້ຈະນໍາໄປສູ່ການນໍາໃຊ້ໄຟຟ້າເຄມີທີ່ສູງຂຶ້ນ, ໂດຍສະເພາະໃນອັດຕາການປ່ອຍໄຟຟ້າສູງ, "ທ່ານ Yu ກ່າວ.

ເອກະສານອ້າງອີງ: ເປີດເຜີຍຜົນກະທົບດ້ານມິຕິລະດັບຂອງຕົວຕື່ມໄຟຟ້າຢູ່ໃນຂົ້ວໄຟຟ້າbatteryໍ້ໄຟ ໜາ ສຳ ລັບລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານສູງທີ່ໂດດເດັ່ນ Z ໂດຍ Zhengyu Ju, Xiao Zhang, Steven T. King, Calvin D. Quilty, Yue Zhu, Kenneth J. Takeuchi, Esther S. Takeuchi, David C. Bock, Lei Wang, Amy C. Marschilok ແລະ Guihua Yu, ວັນທີ 10 ພະຈິກ 2020, ການທົບທວນຄືນທາງດ້ານຟີຊິກສາດ.
DOI: 10.1063/5.0024123