Pramonės naujienos

Didelės talpos ličio jonų akumuliatorių ličio nuostolių prevencija

2021-08-03



Kreditas: Korėjos mokslo ir technologijų institutas

 

Korėjos mokslininkų komanda sukūrė apdorojimo technologiją, skirtą maksimaliai padidinti didelės talpos baterijų energijos tankį. Jungtinė mokslinių tyrimų grupė, kurią sudaro daktaras Minah Lee ir dr. Jihyun Hong iš Korėjos mokslo ir technologijų instituto (KIST) Švarios energijos instituto, paskelbė apie technologijos, kuri suteikia paprastą nuolatinės problemos sprendimą, kūrimą. su silicio pagrindo anodo (-) medžiagomis.

 

Pastaruoju metu silicio anodo medžiagos gali sukaupti keturis kartus daugiauličiojonų nei grafito anodo medžiagosličio-ion batteries have gained growing attention due to their potential to improve the mileage of electric vehicles. But when charged in the initial cycle, a baterija with a silicon-based anodas loses more than 20% of the ličio ions it uses for electricity storage, which results in an issue of reduced baterija capacity. To resolve this issue, researchers have studied a method of ličio pre-loading, or pre-lithiation, which is adding extra ličio before baterija assembly to compensate the ličio loss during baterija cycling. Methods applied so far, such as using ličio powder, have drawbacks including safety hazards and high cost.

  

Dr. Lee and Dr. Hong of KIST have developed a technology that enables the pre-loading of ličio ions using a ličio-containing solution rather than ličio powder, preventing ličio loss in a silicon-based anodas. Submerging an electrode in the tailored solution for just five minutes is enough to achieve successful ličio pre-loading, by which electrons and ličio ions are inserted in the silicon-based anodas through a spontaneous chemical reaction. Unlike the conventional method of adding ličio powder to an electrode leading to heterogeneous ličio distribution, the tailored prelithiation solution rapidly seeps into an electrode, ensuring homogeneous delivery of ličio into silicon oxide.

 

The prelithiated silicon-based anodas developed by the research team loses less than 1% of active ličio in the first charge, yielding a high initial baterija efficiency of 99% or higher. A baterija manufactured with the prelithated anodas exhibited an energy density 25% higher than that of a comparable baterija using a graphite anodas available on the market (406 Wh/kg—504 Wh/kg).

 

Tyrimui vadovavęs daktaras Lee sakė: „Įtraukdami skaičiavimo medžiagų mokslo techniką į optimalios molekulinės struktūros kūrimą, mes galėjome pagerinti didelės talpos silicio pagrindu pagamintą efektyvumą.anodasšuoliais, naudojant paprastą metodą, kaip tik kontroliuoti tirpalo temperatūrą ir reakcijos laiką. Kadangi ši technologija yra lengvai pritaikoma esamam ritininio ritinio procesuibaterija manufacturing facilities, our method has potential to achieve a breakthrough in the implementation of silicon-based anodass for practical batteries."

 

Vienas iš pagrindinių tyrinėtojų dr. Hong sakė: "Šis bendradarbiavimo darbas galėtų būti įgyvendintas, nes KIST skatina bendrus tyrimus tarp skirtingų mokslinių tyrimų grupių narių. Ši išankstinio apšvietimo technologija gali padidinti elektromobilių rida vidutiniškai mažiausiai 100 km."