Đại học Tohoku và Sumitomo Chemical làm sáng tỏ cơ chế mới giúp tránh suy giảm chất lượng viva bong88 quá trình sạc và xả, vốn là vấn đề với điện cực âm nhôm ~Hướng tới việc tạo ra điện cực âm mới sẽ mang lại hiệu suất cao hơn viva bong88 pin thứ cấp lithium-ion~

27/04/2020

Tập đoàn Đại học Quốc gia Viện Nghiên cứu Vật liệu Đại học Tohoku
bong88

Điểm

• Đối với điện cực âm bằng nhôm, có thể lưu trữ năng lượng nhiều lần hơn điện cực âm gốc carbon, chúng tôi phát hiện ra rằng vấn đề giãn nở thể tích và co lại viva bong88 quá trình sạc và xả có thể được kiểm soát bằng cách sử dụng lá nhôm có độ tinh khiết cao và làm sáng tỏ cơ chế
• Hơn nữa, các điện cực âm thông thường phải có cấu trúc nhiều lớp của vật liệu gốc cacbon có chức năng lưu trữ các ion lithium và lá đồng thu thập dòng điện, đồng thời có chức năng như vật liệu cơ bản Tuy nhiên, chúng tôi phát hiện ra rằng bằng cách sử dụng lá nhôm có độ tinh khiết cao, chúng tôi có thể tạo ra một "điện cực âm tích hợp" đáp ứng cả hai vai trò
• Những kết quả này sẽ góp phần đơn giản hóa đáng kể và cải thiện hiệu suất của quy trình sản xuất pin

Tóm tắt

Một nhóm nghiên cứu do Trợ lý Giáo sư được bổ nhiệm đặc biệt Hong-ki Lee và Giáo sư Satoshi Ichitsubo của Viện Nghiên cứu Vật liệu, Đại học Tohoku và bong88 (sau đây gọi là "Nhóm nghiên cứu") dẫn đầu đã hợp tác từ tháng 4 năm 2019 để tiến hành nghiên cứu và phát triển một điện cực âm mới nhằm tăng công suất của pin thứ cấp lithium-ion Kết quả của nghiên cứu này là chúng tôi hiện đã làm sáng tỏ một cơ chế mới giúp tránh được biến dạng thể tích lớn xảy ra trong quá trình sạc và phóng điện bằng cách chỉ sử dụng lá nhôm có độ tinh khiết cao làm vật liệu điện cực âm

Pin thứ cấp lithium ion bao gồm bốn thành phần chính: điện cực dương, điện cực âm, chất điện phân và chất phân tách Quá trình sạc và phóng điện xảy ra khi các ion lithium di chuyển giữa các điện cực dương và âm và điện cực âm đóng vai trò thu giữ các ion lithium đã di chuyển khỏi điện cực dương viva bong88 quá trình sạc Hiện nay, vật liệu gốc carbon là vật liệu chủ đạo cho các điện cực âm, nhưng để tăng thêm dung lượng của pin, người ta hy vọng rằng silicon, loại vật liệu có thể lưu trữ năng lượng gấp 3 đến 10 lần so với vật liệu gốc carbon, cũng như các vật liệu gốc kim loại như thiếc và nhôm, sẽ được sử dụng Tuy nhiên, viva bong88 khi những vật liệu này có thể hấp thụ một lượng lớn ion lithium và lưu trữ một lượng lớn năng lượng, chúng lại giãn nở và co lại từ 2 đến 4 lần viva bong88 quá trình sạc và xả, khiến cấu trúc điện cực bên viva bong88 dễ bị sụp đổ, đây là một vấn đề khi đưa chúng vào sử dụng thực tế

Nhóm nghiên cứu này hiện đã phát hiện ra rằng bằng cách tối ưu hóa độ cứng của lá nhôm có độ tinh khiết cao, có thể kiểm soát sự giãn nở và co lại thể tích viva bong88 quá trình sạc và xả, vốn từng là một vấn đề Chúng tôi tin rằng nghiên cứu này có thể thực hiện được nhờ sự kết hợp giữa khoa học vật chất và vật liệu tại Viện Nghiên cứu Vật liệu của Đại học Tohoku và công nghệ mà Sumitomo Chemical đã phát triển viva bong88 nhiều năm viva bong88 lĩnh vực kinh doanh nhôm có độ tinh khiết cao Việc tạo ra điện cực âm nhôm tích hợp giúp đơn giản hóa đáng kể quy trình sản xuất pin so với pin thứ cấp lithium-ion thông thường và dự kiến ​​sẽ giảm tác động đến môi trường của quy trình sản xuất cũng như tăng công suất, trọng lượng và chi phí Ngoài ra, kết quả của nghiên cứu này có thể áp dụng cho pin ở trạng thái rắn, đang thu hút sự chú ý như pin thế hệ tiếp theo

Viện Nghiên cứu Vật liệu và Hóa chất Sumitomo của Đại học Tohoku sẽ tiếp tục nỗ lực nghiên cứu và phát triển hướng tới hiện thực hóa các điện cực âm nhôm tích hợp và nỗ lực xây dựng một xã hội bền vững

Mô tả công nghệ

• Bằng cách tối ưu hóa độ cứng của lá nhôm có độ tinh khiết cao, có thể tiếp nhận đồng đều các ion lithium trên toàn bộ bề mặt của lá nhôm viva bong88 quá trình sạc
• Hợp chất liên kim loại nhôm-lithium được hình thành đồng đều trên toàn bộ bề mặt, nhưng do đặc tính độc đáo của hợp chất liên kim loại, tạo thành hợp chất ngay cả khi tỷ lệ không phải là 1:1, nên một gradient nồng độ được tạo ra giữa bề mặt lá kim loại và phần sâu Kết quả là, nhôm nằm sâu bên viva bong88 lá nhôm được đẩy lên bề mặt một cách đồng đều trên toàn bộ bề mặt, sự giãn nở thể tích chỉ tiến triển theo chiều dày và xảy ra hiện tượng tích điện (lithiumization)
• viva bong88 quá trình phóng điện, các ion lithium được giải phóng khỏi bề mặt của lá điện cực hợp kim nhôm-lithium, lá điện cực này đã giãn nở về thể tích do kết dính Sau khi các ion lithium được giải phóng, nó sẽ tạo ra một cấu trúc nhôm đục lỗ để tiếp nhận các ion lithium một cách hiệu quả viva bong88 lần sạc tiếp theo
• Phần nhôm ở dưới cùng của lá nhôm không thay đổi, cung cấp giải pháp thay thế cho lá đồng có tác dụng thu dòng điện và duy trì cấu trúc điện cực Nói cách khác, có thể tạo ra một điện cực âm tích hợp đáp ứng cả hai vai trò chỉ bằng nhôm có độ tinh khiết cao

Kết quả này được công bố trực tuyến trên tạp chí Nature Communications vào ngày 13 tháng 4

Bài báo đã xuất bản
Tên tạp chí: Nature Communications
Tiêu đề tiếng Anh: Giảm sức căng thể tích lớn viva bong88 cực dương hợp kim của pin lithium
Tất cả tác giả: Hongki Lee, Takitaro Yamaguchi, Shingo Matsumoto, Kosuke Hoshikawa, Toshiaki Kumagai, Norihiko Okamoto, Satoshi Ichitsubo
DOI:101038/s41467-020-15452-0

Các tổ chức hợp tác và tài trợ

Kết quả này là kết quả nghiên cứu chung giữa Viện Nghiên cứu Vật liệu Đại học Tohoku và Sumitomo Chemical Nghiên cứu này cũng được hỗ trợ bởi Tài trợ hỗ trợ cho nghiên cứu khoa học (S) số 18H05249 và Tài trợ dành cho nhà nghiên cứu đặc biệt số 18J11696 từ Hiệp hội xúc tiến khoa học Nhật Bản

Thông tin liên hệ về vấn đề này