Naukowcy z UC San Diego opracowali nowy typ anod

Naukowcy z UC San Diego opracowali nowy typ anod

Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w San Diego opracowali nowy materiał na anody, który umożliwia bezpieczne ładowanie akumulatorów litowo-jonowych w ciągu kilku minut, oferując żywotność sięgającą kilku tysięcy cykli. Nieuporządkowany halit Li3V2O5 może być stosowany jako anoda, która może odwracalnie wymieniać dwa jony litu przy średnim napięciu około 0,6 V w porównaniu z elektrodą odniesienia Li/Li.

W porównaniu z grafitem to rozwiązanie minimalizuje ryzyko wystąpienia galwanizacji litem metalicznym jeśli stosowane są odpowiednie kontrole ładowania, łagodząc poważne obawy dotyczące bezpieczeństwa (zwarcie związane ze wzrostem dendrytu litu).

Ponadto bateria litowo-jonowa z anodą Li3V2O5 zapewnia znacznie wyższe napięcie ogniwa niż ta wykorzystująca anodę opartą o tytanianu litu lub inne anody interkalacyjne (Li3VO4 i LiV0,5Ti0,5S2). Li3V2O5 może przeprowadzić ponad 1000 cykli ładowania i rozładowania z pomijalnym spadkiem pojemności, i wykazuje wyjątkową szybkość, dostarczając ponad 40% swojej pojemności w ciągu 20 sekund.

Obecnie dwa materiały są używane jako anody w większości dostępnych na rynku akumulatorów litowo-jonowych. Najbardziej powszechna anoda grafitowa ma dużą gęstość energii, jednak zbyt szybkie ładowanie może spowodować pożar i eksplozję w wyniku procesu zwanego galwanizacją litem. Bezpieczniejszą alternatywą jest anoda tytanianu litu, może być ładowana szybko, ale powoduje znaczny spadek gęstości energii, co oznacza, że ​​bateria wymaga częstszego ładowania.

Nowe rozwiązanie oparte o Li3V2O5 jest w użyciu bezpieczniejsze niż grafit i oferuje o 71% większą gęstość energii niż tytanian litu.

- Poziom pojemności i energii będzie nieco niższy w porównaniu do grafitu, ale jest szybszy, bezpieczniejszy i ma dłuższą żywotność. Oferuje znacznie niższe napięcie, a zatem znacznie wyższą gęstość energii w porównaniu z obecnie stosowanymi rozwiązaniami w akumulatorach. Dzięki temu materiałowi możemy tworzyć szybko ładujące się, bezpieczne akumulatory oferujące długą żywotność, bez utraty gęstości energii - mówią naukowcy.

Wirtualny model Li3V2O5

źródło: Electronics Weekly

 

Elektronika Praktyczna Plus lipiec - grudzień 2012

Elektronika Praktyczna Plus

Monograficzne wydania specjalne

Elektronik kwiecień 2021

Elektronik

Magazyn elektroniki profesjonalnej

Raspberry Pi 2015

Raspberry Pi

Wykorzystaj wszystkie możliwości wyjątkowego minikomputera

Świat Radio kwiecień - maj 2021

Świat Radio

Magazyn krótkofalowców i amatorów CB

Automatyka Podzespoły Aplikacje kwiecień 2021

Automatyka Podzespoły Aplikacje

Technika i rynek systemów automatyki

Elektronika Praktyczna kwiecień 2021

Elektronika Praktyczna

Międzynarodowy magazyn elektroników konstruktorów

Elektronika dla Wszystkich maj 2021

Elektronika dla Wszystkich

Interesująca elektronika dla pasjonatów