Преуређење мангана за литијум-јонске батерије
22. март 2021. - литијум-јонска батерија за складиштење енергије литијум-јонска батерија
Катоде без кобалта могле би да реше проблеме са снабдевањем коришћењем једног од најјефтинијих доступних метала.
Амерички истраживачи су направили литијум-јонску батерију која користи манган као катодни материјал уместо традиционалног кобалта или никла. Рад би могао да понуди јефтину и богату алтернативу овим све скупљим и ограниченим ресурсима, пружајући начин да се задовољи брзо растућа потражња за складиштењем литијум-јонске енергије.
Већина катода за литијум-јонске батерије зависи од кобалта или никла јер лако одржавају структуре слојевитим и уређеним. Али 2014. године група на Масачусетском институту за технологију (МИТ) коју је предводио Гербранд Цедер показала је да литијум-јонске батерије са неуређеном структуром могу да раде све док су богате литијумом, отварајући могућност да се испробају нове, а можда и боље, материјали.
Цедер и колеге са Универзитета у Калифорнији и Националне лабораторије Лоренс Беркли, САД, сада су развили литијум-јонску батерију са неуређеном катодом на бази мангана и показали да потенцијално може да складишти више енергије од кобалта или никла. „Наша идеја је била да ако бисмо могли да направимо катоде тамо где нам није стало до слојева, могли бисмо да користимо много шири спектар метала“, каже главни аутор Јинхјук Ли са МИТ-а. „Одлучили смо да идемо на манган јер је то један од најјефтинијих доступних метала.“
Манган се већ користи у традиционалним слојевитим катодама литијум-јонских батерија, али као стабилизујући метал са малим учешћем у складиштењу електрона. Недавни покушаји да се катоде направе искључиво од поремећених оксида мангана и других метала су ограничени јер постају нестабилне и губе капацитет због превелике редокс активности кисеоника када се литијум јони крећу са катоде на аноду на бази литијума током пуњења.
Да би смањио ову активност и добио катоду манган оксида високог капацитета, Цедеров тим је пронашао начин да натера манган да размени два електрона, што раде катоде високог капацитета на бази никла, уместо једног. Ово је укључивало снижавање валенције мангана на Мн2+ заменом неких ањона кисеоника ањонима флуора ниже валентности док се неки катјони мангана замењују јонима ниобијума и титанијума више валентности. То је значило да се двоструки редокс катјона мангана може десити од Мн2+ до Мн4+, омогућавајући високој фракцији литијум јона да се креће са катоде на литијумску аноду, а да не постане нестабилан.
„Резултати наше лабораторијске скале [теста циклуса батерије] показују прилично већу густину енергије наших катода (~1000 Вх/кг) у поређењу са оном постојећих катода (600–700 Вх/кг)“, каже Цедер. „Али наши подаци нису у комерцијалном обиму, тако да би требало да уследе даљи тестови и оптимизација наших материјала.“
„Док су за практичне примене потребна даља побољшања стабилности циклуса, објављена стратегија има велико обећање и омогућава широко истраживање различитих високовалентних катјона“, коментарише Глеб Јушин, који истражује складиштење енергије на Технолошком институту Џорџије, САД. „Потреба за смањењем напона ћелије на веома ниске вредности може створити препреку за примену пријављене технологије на електронске уређаје, али не би требало да буде велика ствар за аутомобилске апликације.“
Тел: 86-0755-33065435
Маил: инфо@втцповер.цом
Веб: ввв.втцбаттери.цом
Адреса: Но 10, ЈинЛинг Роад, Зхонгкаи Индустриал Парк, Хуизхоу Цити, Кина
Вруће кључне речи: полимер литијум батерија, произвођач полимер литијум батерија, Лифепо4 батерија, литијум-јонска полимер (ЛиПо) батерије, литијум-јонска батерија, ЛиСоци2, НиМХ-НиЦД батерија, батерија БМС
У свакодневном животу сазнајте више о употреби литијумских батерија, посебно уређаја за пуњење и мобилних телефона, како бисте избегли експлозије изазване предугим пуњењем
