Liitiumpatareide uute materjalide uurimisel on tehtud olulisi edusamme
Hiljuti on Pekingi ülikooli uute materjalide kooli professor Pan Fengi meeskond teinud oma uurimistöös olulisi edusamme.
Nagu me kõik teame, on liitiumakusid laialdaselt kasutatud mobiiltelefonides ja elektrisõidukites. Kihilisel materjalil on suur erimahtuvus ja seda kasutatakse positiivse elektroodi materjalina tipptasemel elektrisõidukite (nt Tesla elektrisõidukid) akude jaoks nii kodu- kui välismaal. Nõuded jõudlusele ja kiiruse jõudlusele muutuvad samuti üha kõrgemaks. Siirdemetallioksiidi kihiga katoodmaterjalide elektrokeemilise jõudluse parandamiseks on palju võimalusi. Nende hulgas saab materjali tsükli jõudlust ja kiirust parandada muude elementide, näiteks (Al, Ti) dopinguga, et rahuldada praegust nõudlust akude järele. Nõudlus laadimise ja eluea järele on seetõttu muutunud praeguste uuringute kuumaks kohaks. Mehhanism, kuidas tõhusalt dopingut kasutada ja dopingujärgset jõudlust parandada, pole veel mõistetav ning vaja on täiendavaid uuringuid.
Pekingi ülikooli uute materjalide kool on teinud edusamme liitiumaku materjali liidese gradiendi rekonstrueerimise jõudluse parandamisel
Hiljuti kasutas Pekingi ülikooli Shenzheni kõrgkooli uute materjalide kooli professor Pan Fengi juhitud puhta energia keskuse uurimisrühm neutronite difraktsiooni, röntgenikiirguse neeldumisspektroskoopiat (XPS), ülitäpseid ja aatomiskaala mikroskoope (HR-TEM ja sfääriline aberratsioon TEM) kombineerituna esmaste kvantkeemia arvutustega, uut tüüpi liidese rekonstrueerimine, mis on moodustatud Ti gradiendiga dopinguga liitiumakude siirdemetallioksiidi kihiliste materjalide liideses, aku täiustatud laadimis- ja tühjenemiskiirus ning tsükli stabiilsus ning sellega seotud mehhanismid on süstemaatiliselt uuritud. Töö avaldati hiljuti energiamaterjalide valdkonna tuntud ajakirjas Advanced Energy Materials (IF=24.884).
Pan Fengi uurimisrühm kasutas iseseisvalt uuenduslikku Ti gradiendiga dopingumeetodit, et konstrueerida umbes 6 nanomeetri paksune Ti-O struktuurielement ja Li/Ni reaktsioon kõrge nikkelkatoodiga kihilise materjali LiNi0.8Co0.2O2 (NC82) pinnale. Uus liidese struktuur. Ti-O tugeva keemilise sideme tõttu paraneb liidese hapnikuaatomi stabiilsus sünteesiprotsessi ajal. Rekonstrueeritud liides võib takistada materjali reageerimist H2O, CO2 ja elektrolüüdiga ning pärssida pinna moodustumist sünteesiprotsessi ajal. Mitmesugused faasid (nt NiO tüüpi kivisoola faas, Li2CO3 jne), et parandada materjali elektrokeemilist jõudlust, eriti kiiruse ja tsükli jõudlust. See struktureeritud pinnakihiline faasikaitsemehhanism võib ületada tavaliste inertsete pinnakattemeetodite kahjustused transpordi laadimiseks. See põhineb kõrge niklisisaldusega materjali pinna keemiliste omaduste reguleerimisel, et saada suure võimsusega, suure kiirusega ja kõrge stabiilsusega positiivne elektrood. Materjalid pakuvad uusi vahendeid.
