Industri Nyheder

Mangan makeover til lithium-ion batterier

2021-03-26
Mangan makeover til lithium-ion batterier

22. marts 2021 - energilagring af lithium-ion-batteri lithium-ion-energilagring
Koboltfrie katoder kunne bekæmpe forsyningsspørgsmål ved at bruge et af de billigste metaller til rådighed.
Amerikanske forskere har lavet et lithium-ion-batteri, der bruger mangan som katodemateriale i stedet for traditionel kobolt eller nikkel. Arbejdet kunne tilbyde et billigt og rigeligt alternativ til disse stadig dyrere og begrænsede ressourcer, hvilket giver en måde at imødekomme den hurtigt voksende efterspørgsel efter lithium-ion energilagring.

De fleste lithium-ion batterikatoder har været afhængige af cobalt eller nikkel, fordi de let holder strukturer lagvis og ordnet. Men i 2014 viste en gruppe ved Massachusetts Institute of Technology (MIT) ledet af Gerbrand Ceder, at lithium-ion-batterier med en uordnet struktur kunne fungere, så længe de var rige på lithium, hvilket åbnede mulighed for at prøve nye og muligvis bedre, materialer.

Ceder og kolleger ved University of California og Lawrence Berkeley National Laboratory, USA, har nu udviklet et lithium-ion-batteri med en uordnet manganbaseret katode og vist, at det potentielt kunne lagre mere energi end kobolt eller nikkel. â € ˜Vis idé var, at hvis vi kunne lave katoder, hvor vi ikke er ligeglade med lagdeling, kunne vi bruge et meget bredere spektrum af metaller, ”siger hovedforfatter Jinhyuk Lee fra MIT. â € ˜Vi besluttede at gå efter mangan, da det er et af de billigste metaller til rådighed.â € ™

Mangan bruges allerede i traditionelle lagdelte lithium-ion batterikatoder, men som et stabiliserende metal med ringe involvering i elektronlagring. Nylige forsøg på at fremstille katoder udelukkende fra uordnet mangan og andre metaloxider har været begrænsede, fordi de bliver ustabile og mister kapacitet på grund af for meget iltredoxaktivitet, når lithiumioner bevæger sig fra katoden til den lithiumbaserede anode under opladning.

For at reducere denne aktivitet og for at opnå en manganoxidkatode med høj kapacitet fandt Ceder's team en måde at få mangan til at udveksle to elektroner, hvilket er hvad nikkelbaserede katoder med høj kapacitet gør i stedet for en. Dette involverede at sænke manganvalensen til Mn2 + ved at erstatte nogle iltanioner med lavere valente fluoranioner, mens man byttede nogle mangankationer med højere valent niob og titaniumioner. Dette betød, at dobbelt redox af mangankationer kunne forekomme fra Mn2 + til Mn4 +, hvilket tillod en høj fraktion af lithiumioner at bevæge sig fra katoden til lithiumanoden uden at blive ustabil.

â € resultsVores resultater i laboratorieskala [battericyklingstest] viser en ret højere energitæthed for vores katoder (~ 1000 Wh / kg) sammenlignet med eksisterende katoder (600â € 700 Wh / kg), ”siger Ceder. â € ˜Men vores data er ikke i kommerciel målestok, så yderligere test og optimering af vores materialer bør følge.â € ™

”Mens der er behov for yderligere forbedringer af cyklusstabilitet til praktiske anvendelser, har den rapporterede strategi et stort løfte og giver mulighed for en bred udforskning af forskellige høje valentiske kationer,” kommenterer Gleb Yushin, der undersøger energilagring ved Georgia Institute of Technology , USA. â € ˜Behovet for at reducere cellespænding til meget lave værdier kan skabe en barriere for anvendelser af den rapporterede teknologi til elektroniske enheder, men burde ikke være en stor ting for bilapplikationer.â € ™


Tlf: 86-0755-33065435
Mail: [email protected]
Web: www.vtcbattery.com
Adresse: No 10, JinLing Road, Zhongkai Industrial Park, Huizhou City, Kina

Hot Keywords: polymer lithium batteri, polymer lithium batteri producent, Lifepo4 batteri, Lithium-ion polymer (LiPo) batterier, Li-ion batteri, LiSoci2, NiMH-NiCD batteri, Batteri BMS


I det daglige liv kan du lære mere om brugen af ​​lithiumbatterier, især opladningsenheder og mobiltelefoner, for at undgå eksplosioner forårsaget af opladning for længe