Индустриални новини

Преобразяване на манган за литиево-йонни батерии

2021-03-26
Преобразяване на манган за литиево-йонни батерии

22 март 2021 г. - съхранение на енергия от литиево-йонна батерия съхранение на литиево-йонна енергия
Безкобалтовите катоди могат да се борят с проблемите с доставките, като използват един от най-евтините налични метали.
Американски изследователи са направили литиево-йонна батерия, която използва манган като катоден материал вместо традиционния кобалт или никел. Работата би могла да предложи евтина и изобилна алтернатива на тези все по-скъпи и ограничени ресурси, предоставяйки начин за задоволяване на бързо нарастващото търсене на литиево-йонна енергия.

Повечето литиево-йонни катодни батерии зависят от кобалт или никел, защото лесно поддържат структурите слоести и подредени. Но през 2014 г. група от Масачузетския технологичен институт (MIT), водена от Гербранд Седер, показа, че литиево-йонните батерии с неподредена структура могат да работят, докато са богати на литий, отваряйки възможността да изпробват нови и евентуално по-добре, материали.

Ceder и колеги от Калифорнийския университет и Националната лаборатория на Лорънс Бъркли, САЩ, сега разработиха литиево-йонна батерия с неподреден катод на основата на манган и показаха, че потенциално може да съхранява повече енергия от кобалт или никел. „Нашата идея беше, че ако можем да направим катоди, където не ни пука за наслояване, бихме могли да използваме много по-широк спектър от метали“, казва водещият автор Джинхюк Лий от MIT. „Решихме да се насочим към мангана, тъй като той е един от най-евтините метали на разположение.“

Манганът вече се използва в традиционните слоеви литиево-йонни катодни батерии, но като стабилизиращ метал с малко участие в съхранението на електрони. Неотдавнашните опити да се направят катоди само от неподреден манган и други метални оксиди са ограничени, тъй като те стават нестабилни и губят капацитет поради прекалено много окислително-редукционна активност, когато литиевите йони се движат от катода към литиевия анод по време на зареждането.

За да намали тази активност и да получи катод на манганов оксид с голям капацитет, екипът на Ceder намери начин да накара мангана да обменя два електрона, което правят катодите на базата на никел, вместо един. Това включва понижаване на валентността на мангана до Mn2 + чрез заместване на някои кислородни аниони с ниско-валентни флуорни аниони, като същевременно се сменят някои манганови катиони с ниобиеви и титанови йони с по-висока валентност. Това означаваше, че може да възникне двойно окислително-редукционно отношение на манганови катиони от Mn2 + до Mn4 +, което позволява на голяма част от литиевите йони да се движат от катода към литиевия анод, без да стават нестабилни.

„Резултатите от лабораторната ни скала [тест за цикъл на батерията] показват доста по-висока енергийна плътност на нашите катоди (~ 1000 Wh / kg) в сравнение с тази на съществуващите катоди (600 - 700 Wh / kg)“, казва Ceder. „Но нашите данни не са в търговски мащаб, така че следва да последват допълнителни тестове и оптимизация на нашите материали.“

„Въпреки че за практическите приложения са необходими допълнителни подобрения в стабилността на цикъла, докладваната стратегия има големи обещания и дава възможност за широко изследване на различни високо валентни катиони“, коментира Глеб Юшин, който разследва съхранението на енергия в Технологичния институт в Джорджия. , НАС. „Необходимостта от намаляване на клетъчното напрежение до много ниски стойности може да създаде бариера за приложенията на докладваната технология към електронни устройства, но не би трябвало да е голяма работа за автомобилните приложения“.


Тел: 86-0755-33065435
Поща: [email protected]
Уеб: www.vtcbattery.com
Адрес: No 10, JinLing Road, Zhongkai Industrial Park, град Хуйджоу, Китай

Горещи ключови думи: полимерна литиева батерия, производител на полимерни литиеви батерии, Lifepo4 батерия, литиево-йонни полимерни (LiPo) батерии, литиево-йонна батерия, LiSoci2, NiMH-NiCD батерия, батерия BMS


В ежедневието научете повече за използването на литиеви батерии, особено за зареждане на устройства и мобилни телефони, за да избегнете експлозии, причинени от прекалено дълго зареждане