Innovatiivinen akkuelektrodi tinavaahdosta

26.02.2025

HZB-tinavaahto-akkuelektrodiksi-300-t.jpgLitium-ioni-akkujen metallipohjaiset elektrodit lupaavat huomattavasti suuremman kapasiteetin kuin perinteiset grafiittielektrodit. Valitettavasti ne hajoavat mekaanisen rasituksen vuoksi lataus- ja purkujaksojen aikana.

Helmholtz-Zentrum Berlinin (HZB) tiimi on nyt osoittanut, että erittäin huokoinen tinavaahto absorboi paljon paremmin mekaanista rasitusta latausjaksojen aikana. Tämä tekee tinavaahdosta mielenkiintoisen materiaalin litiumakuille.

Nykyaikaiset litiumioniakut perustuvat tyypillisesti monikerroksiseen grafiittielektrodiin, ja vastaelektrodi on usein valmistettu kobolttioksidista. Latauksen ja purkamisen aikana litiumionit kulkeutuvat grafiittiin aiheuttamatta merkittäviä tilavuusmuutoksia materiaaliin.

Grafiitin kapasiteetti on kuitenkin rajallinen, mikä tekee vaihtoehtoisten materiaalien etsimisestä jännittävän tutkimusalueen.

Metallipohjaisilla elektrodeilla, kuten alumiinilla tai tinalla, on mahdollisuus tarjota suurempi kapasiteetti. Niiden tilavuus kuitenkin kasvaa merkittävästi, litiumin absorboituessa siihen, mikä aiheuttaa rakenteellisia muutoksia ja materiaalin väsymistä.

Tina on erityisen houkutteleva, koska sen kapasiteetti kilogrammaa kohti on lähes kolme kertaa suurempi kuin grafiitin, eikä se ole harvinainen raaka-aine jota on saatavilla runsaasti.

HZB:n tiimi on nyt tutkinut erilaisia tinaelektrodeja purkaus- ja latausprosessin aikana operandoröntgenkuvauksella ja kehittänyt innovatiivisen lähestymistavan tämän ongelman ratkaisemiseksi.

"Kuvausten ansiosta pystyimme seuraamaan rakenteellisia muutoksia tutkituissa Sn-metallipohjaisissa elektrodeissa lataus-/purkausprosessien aikana", sanoo tohtori Bouchra Bouabadi.

"Pystyimme osoittamaan, että mekaaninen rasitus tällaisessa tinavaahdossa tilavuuden laajenemisen aikana vähenee merkittävästi", sanoo tohtori Sebastian Risse. Tämä tekee tinavaahdoista mielenkiintoisen materiaalin litiumakuille.

Tutkijoiden mukaan kehitetyt tinavaahdot ovat erittäin huokoisia ja lupaavia vaihtoehtoja perinteisille elektrodimateriaaleille.

Aiheesta aiemmin:

Uusia materiaaleja akuille ja lämpösähköisille
02.04.2025Tapa suojata kvantti-informaatiota kohinalta
02.04.2025Erbium-ionit kvanttitoistimien perustaksi
01.04.2025DNA irroittaa elektroniikan tasopinnoilta
01.04.2025Skaalautuvaa äänen generointia ja hallintaa piifotonisiruissa
31.03.2025Fasonien metsästystä
31.03.2025Voimapallo siirtojohdoissa alentaa sähkölaskuja
29.03.2025Tehokas vedyn katalysaattori ja biohybridin kemiaa
28.03.2025Vaihtoehto miljoonille koodiriveille
28.03.2025Neuromorfiseen laskentaan sopiva piitransistori
28.03.2025Magneettisia mikro- ja nanorakenteita hyödyntäen
27.03.2025Uutta kvanttilaskentaprotokollaa kuditeilla, ei kubiteilla
27.03.2025Kuroa umpeen mikroaaltoisten ja optisten kubittien välinen kuilu
27.03.2025Uudenlainen kvanttitietokone tutkii alkuainehiukkasten tanssia
26.03.2025Uusi aikakausi elektroniikalle ja kvanttitietokoneille?
26.03.2025Valosta tehokkaammin energiaa keräten
26.03.2025Voiko sähkö virrata ilman elektroneja?
25.03.2025Massiivisesti rinnakkaiset optiset linkit CMOS-piirille
25.03.2025Ledeistä enemmän irti sopivasti virittämällä
24.03.2025Seuraavan sukupolven 3D-transistorit
24.03.2025Hiilinanoputkijohteita puetettavilla elektroniikalle
24.03.2025Sähköis-optisia muunnoksia terahertsien valolla
22.03.2025Mikrosalamat, sähkökenttä ja elämä maapallolla?
21.03.2025Ohjelmoitava monitoiminen integroitu mikroaaltofotonipiiri
21.03.2025Parantaa sähköoptista suorituskykyä III-V-puolijohteissa
21.03.2025Suora viestintä useiden kvanttiprosessorien välillä
21.03.2025Terahertsivalon polarisaation nopeaa modulaatiota
20.03.2025Multipleksattu lomittuminen kvanttiverkolle
20.03.2025Millaisen uhkan tekoäly luo turvallisuuskriisissä
20.03.2025Polarisaatio ja holografinen informaatio lomittuvat kvanttihologrammiin
20.03.2025Uudenlainen Hall-ilmiö
19.03.2025Vapautua riippuvuudesta harvinaisista luonnonvaroista!
19.03.2025Käänteinen pyramidi 3-akselisena magnetismin Hall-anturina
18.03.2025Pyörivä valo voisi tehostaa seuraavan sukupolven elektroniikkaa
18.03.2025ARM:sta RISC-V:een ilman ohjelmistomuunnosta
18.03.2025Valon hienosäätöä nanopisteillä
17.03.2025Ultralaajakaistainen fotonisiru tehostaa optisia signaaleja
17.03.2025Materiaalien tutkimuksia yhdellä kubitilla
17.03.2025Aistitietoa luonnon tavalla - nopeasti, tehokkaasti ja vähällä energialla
15.03.2025Kohti ympäristöllisesti kestäviä perovskiittiledejä
15.03.2025Misellien avulla lääkkeitä ja vetyä
14.03.2025Kvanttivallan ylitys hyödyllisissä, todellisissa ongelmissa
14.03.2025Monifotoninen lomittuminen metapinnan avulla
14.03.2025Topologinen kvanttilaskenta askeleen lähemmäksi todellisuutta
13.03.2025Staattisen sähkön tiede ei ole enää niin toivoton
13.03.2025Nanoantenni matalataajuiseen tiedonsiirtoon
13.03.2025Tiedemiehet kehittäneet uuden tavan tuottaa energiaa pienillä helmillä
12.03.2025Einsteinin valokvantit Maxwellin yhtälöiden linssin läpi
12.03.2025Uusi laboratorio hiilen kvanttipotentiaalin avaamiseksi
12.03.2025Elektronien hallintaa molekyyleissä
11.03.2025Magiaa, kvanttilaskentaa ja suprajohtavuutta
11.03.2025Jään ja veden kaltaisia tiloja erittäin ohuessa materiaalissa
11.03.2025Supervoitelu mahdollistaa nopeat muistipiirit
10.03.2025Kuvaa vääristämätöntä venyvyyttä ja itsekorjautuvuutta
10.03.2025Kvanttipisteisiä ledejä ilman myrkkyjä
08.03.2025Merivesiakku puujätteestä
07.03.2025Mesohuokoinen pii: ainutlaatuiset elektroniset kuljetusominaisuudet
07.03.2025Dramaattisesti parempia bioelektronisia antureita
06.03.2025Kohti anoditonta kiintoaineakkua
06.03.2025Muoviset ja ioniset superkondensaattorit tehostuvat
05.03.2025VTT ja IQM rakensivat 50 kubitin kvanttitietokoneen
05.03.2025Uusi hiilimuoto, jolla on potentiaalia elektroniikkaan
05.03.2025Germaneenin nanonauhat tasoittavat tietä kvanttilaskentaan
04.03.2025Magneettinen kierre saa aikaan yksisuuntaisen sähkövirran
04.03.2025Kuplat, jotka rikkovat sääntöjä: Sujuva löytö, joka uhmaa logiikkaa
04.03.2025Kohti orbitaalivirtaan perustuvaa elektroniikkaa
03.03.2025Kohti neliulotteista kvanttioptiikkaa
03.03.2025Laskentaa atomien kanssa
03.03.2025Optinen muisti ja transistori optiselle laskennalle
02.03.2025Käytännöllisen kvanttilaskennan aika lähestyy
01.03.2025Ilmastomuutosten hillintää kahdella atomilla
28.02.2025Mikrokampasirut parantavat GPS-tarkkuutta tuhatkertaisesti
28.02.2025Uusi lähestymistapa elektronisten tilojen hallintaan
28.02.2025Uusia monipuolisia mittaustekniikoita
27.02.2025Valon ja aineen hybriditilat voivat parantaa OLED-kirkkautta
27.02.2025Kuinka hiilinanoputket antavat enemmän valoa kuin saavat
27.02.2025Semanttista viestintää ja tunteiden analysointia
26.02.2025Fysiikka tekoälyn perustaksi
26.02.2025Korkean suorituskyvyn katodi natrium-ioni akuille
26.02.2025Korkean entropian keramiikkaa puolijohteiden etsaustekniikkaan
26.02.2025Innovatiivinen akkuelektrodi tinavaahdosta
25.02.2025Magneettinen kytkentä ja kvantti-informaation kantajat
25.02.2025Tekoälyä ja sähköistä voimansiirtoa
25.02.2025Magnetismin rajoittamat eksitonit
24.02.2025Robotiikka etsii malleja elämästä
24.02.2025Pietsosähköisiä minidrooneja ja gepardeja
22.02.2025Kosmisen palapelin simulointia
21.02.2025Topologinen kvanttiprosessori tuo läpimurron tietojenkäsittelyyn
21.02.2025Teratavun tallennustila kuutiomillimetrille
20.02.2025Microsoftilta Majorana ykkönen
20.02.2025Innovatiivisia ratkaisuja langattomille lähettimille
20.02.2025Virittäydy 3D-tulostetun antennitekniikan mahdollisuuksiin
19.02.2025Tehostaa salaustekniikkaa kubitit kuditeiksi
19.02.2025Kun kubitit oppivat kuituoptiikan kielen
18.02.2025Ennätyksellinen kvanttitehokkuus sirujen ledeille
17.02.2025Horisontissa sähköisesti ohjelmoitava spintroniikka
17.02.2025Uusi polymeerikide johtaa sähköä kuin metalli
16.02.2025Kvanttimekaniikalla rooli fotosynteesissä ja lintujen suunnistuksessa
15.02.2025Kupariset kukat kukkivat keinolehdillä
14.02.2025Kvanttiverkot vakaammiksi yhteyksiä lisäämällä
14.02.2025Lomittumista makrotasolla

Näytä lisää »