Anonim
Image

Tehnika se može primijeniti na litij-mangan fosfat (LMP), jeftiniju alternativu kobaltnim i nikalnim materijalima koji se koriste u stanicama Li-iona.

"Iako kobaltov oksid djeluje dobro u litijskim baterijama, kobalt i nikal skuplji su od mangana ili željeza. Pored toga, zamjena fosfata oksidu pruža stabilniju strukturu litija ", tvrdi Pacific Northwest National Laboratory (PNNL).

Litij-željezne fosfatne baterije već su komercijalno dostupne u nekim električnim alatima i solarnim proizvodima, ali sinteza materijala elektroda je komplicirana.

n

Daiwon Choi na PNNL-u pronašao je jednostavan postupak u jednom koraku za izradu LMP pahuljica velike površine.

„Parafin pruža medij u kojem se mogu uzgajati dobri elektrodni materijali“, rekao je Choi „Ova će metoda pomoći istraživačima u istraživanju katodnih materijala zasnovanih na jeftinijim prijelaznim metalima poput mangana ili željeza.“

Teoretski LMP ima visoku gustoću energije - 171mAh / gl, "ali drugi istraživači koji rade s LMP-om dosad nisu uspjeli ni izvući 120mAh / g", kaže PNNL.

Choi je zaključio da gubitak od 30% može doći od sintetiziranih velikih čestica, te je razvio način korištenja rastopljenog parafinskog voska - koji ima duge inertne lance - plus surfaktant kao kalup za lijevanje LMP kristala.

"Choi i kolege miješali su sastojke elektroda sa otopljenim parafinom i oleinskom kiselinom i pustili kristale da rastu kako polako podižu temperaturu", rekao je PNNL. "Već od 400 ° C formirali su se kristali, a vosak i sapun su proključali.

Podizanjem temperature dodatno su se kristali spojili u pahuljice debljine oko 50 nm i širine do 2 mikrona.

"Ova je metoda puno jednostavnija od drugih načina izrade katode litij-manganovog fosfata", rekao je Choi. "Druge su skupine složen, višesatni postupak. Izmiješamo sve komponente i zagrijavamo. "

Da bi testirali LMP, tim je otresao nano-pahuljice jedna od druge i dodao pozitivnu elektrodu vodljivu podlogu od ugljika.

Rezultati su dobri pri niskim cijenama pražnjenja i punjenja, a loši kod velikih struja.

Puni se polako tijekom dana, a zatim se jednako tako sporo ispušta preko 150 mAh / g.

Kad se baterija ispraznila za sat vremena, to je opalo na oko 117.

Punjenje i pražnjenje u sat vremena vratilo je svega 54mAh / g.

Tim treba ispitati alternativne načine ugljičnog oblaganja LMP nano-pahuljica za poboljšanje brzine punjenja i pražnjenja.