Afköst litíum rafhlöður hafa smám saman verið brotin í gegn

Afköst litíum rafhlöður hafa smám saman verið brotin í gegn

Kísilskaut hafa vakið mikla athygli í rafhlöðuiðnaði.Í samanburði viðlitíum-jón rafhlöðurmeð því að nota grafítskaut, geta þau veitt 3-5 sinnum meiri getu.Stærri afkastageta þýðir að rafhlaðan endist lengur eftir hverja hleðslu, sem getur lengt akstursvegalengd rafbíla verulega.Þrátt fyrir að sílikon sé nóg og ódýrt, þá eru hleðslu-losunarlotur Si rafskauta takmarkaðar.Í hverri hleðslu-úthleðslulotu mun rúmmál þeirra stækka mjög og jafnvel rýmd þeirra minnkar, sem mun leiða til brota á rafskautsagnunum eða delamination á rafskautsfilmunni.

KAIST teymið, undir forystu prófessors Jang Wook Choi og prófessors Ali Coskun, greindi frá 20. júlí sameindabeltislím fyrir litíumjónarafhlöður með stórum getu með kísilskautum.

KAIST teymið samþætti sameindahjól (kallað pólýrótaxan) í rafskautsbindiefni fyrir rafhlöður, þar með talið að bæta fjölliðum við rafskaut rafhlöðunnar til að festa rafskautin við málmhvarfefni.Hringirnir í polyrotane eru skrúfaðir inn í fjölliða beinagrindina og geta hreyfst frjálslega eftir beinagrindinni.

Hringirnir í pólýrótan geta hreyfst frjálslega við rúmmálsbreytingu kísilagna.Hringir geta í raun haldið lögun kísilagna þannig að þær sundrist ekki í stöðugu magnbreytingarferlinu.Það er athyglisvert að jafnvel muldar kísilagnir geta haldið áfram að sameinast vegna mikillar mýktar pólýrótan líma.Virkni nýju límanna er í mikilli andstöðu við núverandi lím (venjulega einfaldar línulegar fjölliður).Límin sem fyrir eru hafa takmarkaða mýkt og geta því ekki viðhaldið lögun ögnanna.Fyrri lím geta dreift muldum ögnum og dregið úr eða jafnvel tapað getu kísilskauta.

Höfundur telur að þetta sé frábær sýning á mikilvægi grunnrannsókna.Polyrotaxane hlaut Nóbelsverðlaunin í fyrra fyrir hugtakið „vélræn tengi“.„Vélræn tenging“ er nýskilgreint hugtak sem hægt er að bæta við klassísk efnatengi, svo sem samgild tengi, jónatengi, samhæfingartengi og málmtengi.Langtíma grunnrannsóknir taka smám saman á langvarandi áskoranir rafhlöðutækninnar á óvæntum hraða.Höfundarnir nefndu einnig að þeir séu nú að vinna með stórum rafhlöðuframleiðanda til að samþætta sameindahjóla sína í raunverulegar rafhlöðuvörur.

Sir Fraser Stoddart, 2006 Noble Laureate Chemistry Award sigurvegari við Northwestern University, bætti við: „Vélræn tengsl hafa náð sér í fyrsta skipti í orkugeymsluumhverfi.KAIST teymið notaði á kunnáttusamlegan hátt vélræn bindiefni í síhringapólýrótaxana og hagnýtt alfa-sýklódextrín spíralpólýetýlen glýkól, sem markaði bylting í frammistöðu litíumjónarafhlöðu á markaðnum, þegar hjólalaga fylling með vélrænum bindiefnum.Efnasambönd koma í stað hefðbundinna efna með aðeins einu efnatengi sem mun hafa veruleg áhrif á eiginleika efna og búnaðar.


Pósttími: Mar-10-2023