Wie wäre es mit Nano-Lithium-Batterien?

Nanomaterialien werden verwendet, um die elektrochemische Leistung von Anodenmaterialien für Lithiumionenbatterien mit offensichtlichen Auswirkungen zu verbessern. In Lithium-Ionen-Batterien verwendete Nanomaterialien, obwohl bei Elektroden mit großen Volumenänderungen während des Ladens und Entladens das Problem des Elektrodenpulvers stark verringert werden kann und die Zykluseigenschaften von Elektroden mit größeren Abmessungen erheblich verbessert werden.

Jianyu Huang vom Sandia National Laboratory in den USA und sein Forschungsteam gaben an, die weltweit kleinste Lithium-Ionen-Batterie erfolgreich entwickelt zu haben, die unter einem Projektionselektronenmikroskop am Center for Inductive Nanotechnology (CINT) hergestellt wurde. von.

Die Anode der Nano-Lithium-Batterie besteht aus einem Zinndioxid-Nanodraht mit einem Durchmesser von 100 nm und einer Länge von 10 um, was nur 1/7000 eines menschlichen Haares entspricht. Die Nanobatterie besteht ebenfalls aus einer 3 mm langen Lithium-Kobaltoxid-Kathode und einem ionischen flüssigen Elektrolyten. , Vervollständigen Sie die&"Montage GG"; unter dem Projektionselektronenmikroskop.

Die Entwickler hofften ursprünglich, damit die Veränderungen der Atomstruktur von Lithiumbatterien während des Ladens und Entladens gründlich zu verstehen und Wege zu finden, um die Ausgangsleistung und Energiedichte von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern. In der Studie stellten sie unerwartet fest, dass sich die Länge der Zinndioxid-Nanodrähte während des Ladevorgangs fast verdoppelte und nicht die zuvor vorhergesagte Breite. Solche Erkenntnisse können dazu beitragen, die Planung von Lithiumbatterien zu verbessern und interne Kurzschlüsse zu vermeiden, die die Batterielebensdauer verkürzen können.

Die Studie fand die bisher unbekannten Veränderungen in der Anode der Nano-Lithium-Batterie vor und nach dem Laden.

Jianyu Huang, der für das Forschungsprojekt verantwortlich ist, sagte, dass die von ihnen entwickelte Ultra-Miniatur-Batterieherstellungsmethode mehr Forschung zur Herstellung von Mikrobatterien anregen kann, um ein umfassenderes Verständnis der Mechanismen zu erhalten, die die Batterieleistung steuern und Zuverlässigkeit. Lithium-Ionen-Batterien auf Nanodrahtbasis werden im Vergleich zu bestehenden Lithium-Batterien in Bezug auf Ladungsdichte und Energieeffizienz erheblich verbessert. In Zukunft könnten Hybridfahrzeuge, Notebooks, Mobiltelefone und andere Lithiumbatterieprodukte davon profitieren.

Da sich der größte Teil der Forschung zu Nanomaterialien derzeit im Labor befindet, neigen Nanomaterialien zur Agglomeration. Daher muss weiter erforscht werden, wie Nanopartikel mit kontrollierbarer Partikelgröße hergestellt und das Agglomerationsproblem dieser Partikel während der Lagerung und des Transports gelöst werden können.