Νέα εβδομάδα, νέα μπαταρία. Τώρα ηλεκτρόδια από νανοσωματίδια μαγγανίου και οξείδια τιτανίου αντί για κοβάλτιο και νικέλιο
περιεχόμενο
Επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο της Γιοκοχάμα (Ιαπωνία) δημοσίευσαν μια ερευνητική εργασία για κύτταρα στα οποία το κοβάλτιο (Co) και το νικέλιο (Ni) αντικαταστάθηκαν από οξείδια του τιτανίου (Ti) και του μαγγανίου (Mn), τα οποία συνθλίβονται σε ένα επίπεδο στο οποίο το μέγεθος των σωματιδίων μετριέται σε εκατοντάδες. νανόμετρα. Οι κυψέλες θα πρέπει να είναι φθηνότερες στην κατασκευή και να έχουν χωρητικότητα συγκρίσιμη ή καλύτερη από τις σημερινές κυψέλες ιόντων λιθίου.
Η απουσία κοβαλτίου και νικελίου στις μπαταρίες ιόντων λιθίου σημαίνει χαμηλότερο κόστος.
πίνακας περιεχομένων
- Η απουσία κοβαλτίου και νικελίου στις μπαταρίες ιόντων λιθίου σημαίνει χαμηλότερο κόστος.
- Τι έχει επιτευχθεί στην Ιαπωνία;
Τα τυπικά κύτταρα ιόντων λιθίου κατασκευάζονται χρησιμοποιώντας πολλές διαφορετικές τεχνολογίες και διαφορετικά σύνολα κυττάρων και χημικών ενώσεων που χρησιμοποιούνται στην κάθοδο. Οι πιο σημαντικοί τύποι είναι:
- NCM ή NMC - δηλ. με βάση την κάθοδο νικελίου-κοβαλτίου-μαγγανίου. χρησιμοποιούνται από τους περισσότερους κατασκευαστές ηλεκτρικών οχημάτων,
- NKA - δηλ. με βάση την κάθοδο νικελίου-κοβαλτίου-αλουμινίου. Η Tesla τα χρησιμοποιεί
- LFP - με βάση φωσφορικά άλατα σιδήρου. Η BYD τα χρησιμοποιεί, κάποιες άλλες κινεζικές μάρκες τα χρησιμοποιούν σε λεωφορεία,
- LCO - με βάση τα οξείδια του κοβαλτίου. δεν γνωρίζουμε κατασκευαστή αυτοκινήτων που θα τα χρησιμοποιούσε, αλλά εμφανίζονται στα ηλεκτρονικά,
- LMOs - δηλ. με βάση τα οξείδια του μαγγανίου.
Ο διαχωρισμός απλοποιείται με την παρουσία συνδέσμων που συνδέουν τεχνολογίες (για παράδειγμα, NCMA). Επιπλέον, η κάθοδος δεν είναι το παν, υπάρχει επίσης ένας ηλεκτρολύτης και μια άνοδος.
> Samsung SDI με μπαταρία ιόντων λιθίου: σήμερα γραφίτης, σύντομα πυρίτιο, σύντομα μεταλλικές κυψέλες λιθίου και αυτονομία 360-420 km στο BMW i3
Ο κύριος στόχος των περισσότερων ερευνών σχετικά με τις κυψέλες ιόντων λιθίου είναι να αυξηθεί η χωρητικότητά τους (ενεργειακή πυκνότητα), η λειτουργική ασφάλεια και η ταχύτητα φόρτισης, παρατείνοντας παράλληλα τη διάρκεια ζωής τους. μειώνοντας παράλληλα το κόστος. Η κύρια εξοικονόμηση κόστους προέρχεται από την απαλλαγή από το κοβάλτιο και το νικέλιο, τα δύο πιο ακριβά στοιχεία, από τα κύτταρα. Το κοβάλτιο είναι ιδιαίτερα προβληματικό επειδή εξορύσσεται κυρίως στην Αφρική, χρησιμοποιώντας συχνά παιδιά.
Οι πιο προηγμένοι κατασκευαστές σήμερα έχουν μετακινηθεί σε μονοψήφιους αριθμούς (Tesla: 3 τοις εκατό) ή λιγότερο από 10 τοις εκατό.
Τι έχει επιτευχθεί στην Ιαπωνία;
Οι ερευνητές της Yokohama ισχυρίζονται ότι κατάφεραν να αντικαταστήσουν πλήρως το κοβάλτιο και το νικέλιο με τιτάνιο και μαγγάνιο. Για να αυξηθεί η χωρητικότητα των ηλεκτροδίων, γειώθηκαν μερικά οξείδια (πιθανόν μαγγάνιο και τιτάνιο) έτσι ώστε τα σωματίδια τους να έχουν μέγεθος αρκετές εκατοντάδες νανόμετρα. Η λείανση είναι μια ευρέως χρησιμοποιούμενη μέθοδος επειδή, δεδομένου του όγκου του υλικού, μεγιστοποιεί την επιφάνεια του υλικού.
Επιπλέον, όσο μεγαλύτερη είναι η επιφάνεια, όσο περισσότερες γωνίες και σχισμές στο σχέδιο, τόσο μεγαλύτερη είναι η χωρητικότητα του ηλεκτροδίου.
Η έκδοση δείχνει ότι οι επιστήμονες κατάφεραν να δημιουργήσουν ένα πρωτότυπο κύτταρο με πολλά υποσχόμενες ιδιότητες και τώρα αναζητούν συνεργάτες σε κατασκευαστικές εταιρείες. Το επόμενο βήμα θα είναι μια μαζική δοκιμή της αντοχής τους, ακολουθούμενη από μια προσπάθεια μαζικής παραγωγής. Εάν οι παράμετροί τους είναι ελπιδοφόρες, θα φτάσουν στα ηλεκτρικά οχήματα όχι νωρίτερα από το 2025..
Αυτό μπορεί να σας ενδιαφέρει:
