Kuolleen akkumateriaalin henkiin herättäminen

05.01.2022

SLAC-kuollut-litium-takaisin-eloon-250.jpgSLAC National Accelerator Laboratoryn ja Stanfordin yliopiston tutkijat ovat saattaneet löytää tavan elvyttää ladattavia litiumakkuja, mikä saattaa lisätä sähköajoneuvojen ajomatkaa ja akun käyttöikää seuraavan sukupolven elektronisissa laitteissa.

Litiumakkujen kierron aikana niihin kerääntyy pieniä epäaktiivisia litiumsaarekkeita, jotka eivät saavuta elektrodeja, mikä heikentää akun kykyä varastoida latausta. Mutta tutkimusryhmä havaitsi, että he voisivat saada tämän "kuolleen" litiumin hiipimään madon tavoin kohti elektrodia, kunnes se yhdistyy uudelleen, mikä osittain kääntää ei-toivotun prosessin.

Tämän lisävaihe hidasti heidän testiakun heikkenemistä ja pidensi sen käyttöikää lähes 30 %.

”Olemme nyt tutkimassa mahdollisuutta litium-ioni-akkujen menetetyn kapasiteetin palauttamista käyttäen erittäin nopean purkauksen vaihetta”, sanoo tutkimuksen johtavat tekijä Stanfordin Fang Liu.

"Olen aina pitänyt eristynyttä litiumia huonona, koska se aiheuttaa akkujen hajoamisen ja jopa syttymisen", sanoi tutkimusta johtanut Stanfordin ja SLAC:n professori Yi Cui. "Mutta olemme havainneet, kuinka tämä "kuollut" litium kytketään sähköisesti takaisin negatiiviseen elektrodiin aktivoidaksemme sen uudelleen."

Idea tutkimuksesta syntyi, kun Cui spekuloi, että jännitteen kohdistaminen akun katodiin ja anodiin voisi saada eristyneen litiumsaarekkeen liikkumaan fyysisesti elektrodien välissä – prosessin, jonka hänen tiiminsä on nyt vahvistanut kokeillaan.

Tutkijat valmistivat optisen kennon, jossa oli litium-nikkeli-mangaani-kobolttioksidi (NMC) katodi, litiumanodi ja eristetty litiumsaareke niiden välissä. Tämä testilaite antoi heille mahdollisuuden seurata reaaliajassa, mitä akun sisällä tapahtuu käytön aikana.

SLAC-resurrecting_lithium_sv_movement_final-600.jpgHe havaitsivat, että eristetty litiumsaari ei ollut ollenkaan "kuollut", vaan reagoi akkutoimintoihin. Kun kennoa ladattiin, saari siirtyi hitaasti kohti katodia; purkautuessaan se hiipi vastakkaiseen suuntaan.

Tulokset, jotka tutkijat vahvistivat muilla testiakuilla ja tietokonesimulaatioilla, osoittavat, kuinka eristetty litium voidaan ottaa käyttöön todellisessa akussa muuttamalla latausprotokollaa.

"Huomasimme, että voimme siirtää eristynyttä litiumia kohti anodia purkauksen aikana, ja nämä liikkeet ovat nopeampia suuremmilla virroilla", sanoi Liu. "Joten lisäsimme nopean, suurvirtaisen purkausvaiheen heti akun latauksen jälkeen, mikä siirsi eristettyä litiumia tarpeeksi pitkälle kytkeäkseen sen uudelleen anodin kanssa. Tämä aktivoi litiumia uudelleen, jotta se voi osallistua akun käyttöikään."

Hän lisäsi: "Löydöillämme on myös laaja vaikutus kestävämpien litiummetalliakkujen suunnitteluun ja kehittämiseen."

Aiheesta aiemmin:

Ultranopea akkujen lataus uudella anodimateriaalilla

Fononinen katalyysi?

Seuraavan sukupolven litiumakkuja

01.07.2023Kvanttitekniikkaa matkapuhelinten salaukseen
22.06.2023Terahertseistä näkyväksi valoksi
21.06.2023Jäljittelee ihmisen näkö- ja muistikykyjä
20.06.2023Älymateriaali haastaa Newtonin liikelain
19.06.2023Säteenjakaja fononeille
17.06.2023Inteliltä kvanttiprosessori
16.06.2023Litteät fullereenifragmentit houkuttelevat elektroneja
15.06.2023Lupaavia rakenneosia kvanttisimulaattoreille
14.06.2023Uusi rakennuspalikka kvanttiteknologialle
13.06.2023Monitoiminen suprajohtava diodi
12.06.2023Tehostusta kvantti-internetille
09.06.2023Aurinkosähköä avaruudesta
08.06.2023Maailman ensimmäinen puutransistori
07.06.2023Vihdoinkin 2D-mikrosiruja
06.06.20233D-tulostuksella aivan uudenlaisia materiaaleja
05.06.2023Femtoskaalan mittauksia
03.06.2023Uusi katalyytti kestävälle vedylle
02.06.2023Skyrmioneja ohjaavia transistoreita
01.06.2023Uusia materiaaleja akuille ja lämpösähköisille
31.05.2023Fotonisiru ilman litografiaa
30.05.2023Kohti trionipohjaisia optisia laitteita
29.05.2023Uusia muistiratkaisuja spineillä ja pyörteillä
27.05.2023Nopeita mikrorobotteja ihmiskehoon
26.05.2023Sähköä ohuesta ilmasta 24/7
25.05.2023Kvanttista vai ei
24.05.2023Uusia näkemyksiä suprajohtavuuden tutkimuksiin
23.05.2023Elektroniaaltojen kuljettama lämpö
22.05.2023Erikoismuotoiltuja kvanttipisteitä
19.05.2023Nanolankaverkko oppii ja muistaa
18.05.2023Kolmiulotteista valon muokkausta
17.05.2023Muunnettavia nanomittakaavan elektronisia laitteita
16.05.2023Atomeja lävistäen ja heitellen
15.05.2023Välikerrokset tehostavat perovskiittikennoja
13.05.2023Fotosynteesi puhtaan energian tuotantoon
12.05.2023Grafeenipohjaisia kvanttipiirejä atomien tarkkuudella
11.05.2023Kohti topologista kvanttilaskentaa
10.05.2023Keinoihot ja tekoäly
09.05.2023Kvanttikomposiitteja sähköisille ja optisille innovaatioille
08.05.2023Salakuuntelu vaikeutuu tai sitten ei
06.05.2023Voiko ET havaita meidät?
05.05.2023Kesytetty valo tarjoaa uusia mahdollisuuksia
04.05.2023Lihonneita kvantikissoja
03.05.2023Van der Waals:lla 2D-materiaaleista 3D-kiteiksi
02.05.2023Topologinen suprajohtavuus ilman suprajohteita
01.05.2023Kaksiulotteisuudella tehostaen
29.04.2023Suprajohteisia moottoriteitä
28.04.2023MEMS, piifotoniikka ja nestekidepisarat
27.04.2023Kvanttivalolähde sirulle ja skaalautuvuutta kvanttipilveen
26.04.2023Grafeenin kvanttipisteet magneettikenttäantureina
25.04.2023Kaksi täysin lomittunutta kudittia
24.04.2023Kurkistetaan transistorin sisälle
22.04.2023Orgaanista ja fluorensoivaa aurinkoenergiaa
21.04.2023Ei-vastavuoroista ja aikakiteistä metapintaa
20.04.2023Yhdestä fotonista neljä varauksenkantajaa
19.04.2023Uutta ferrosähköisyyttä ja magneettieristeen ohjausta
18.04.2023Tehokas lasermainen mikroaaltolähde
17.04.2023Magneettinen kvanttimateriaali ja meminduktori
14.04.2023Uusia topologisia ilmiöitä
13.04.2023Transistori biokemiallisille diagnostiikkasignaaleille
12.04.2023Nanolankoja rakennellen
11.04.2023Kvanttimateriaalien veistelyä
10.04.2023Atomien ja eksitonien twist
09.04.2023Kvanttimittausmenetelmä kasvihuonekaasuille
07.04.2023Ajan suhteen heijastuvia aaltoja
06.04.2023Atomiohuita metallikerroksia uudelle teknologialle
05.04.2023Edistysaskeleita magnoniikalle ja spintroniikalle
04.04.2023Loogisen kubitin elinikää ja virhesuhdetta parantaen
03.04.2023Mikrosiru yhdistää kaksi Nobel-palkittua tekniikkaa
31.03.2023Hiilikuitupaperia akkuihin
30.03.2023Antiferromagneettisesta ferromagneettiseen topologiseen eristeeseen
29.03.2023Tiedemiehet avaavat oven "kvanttivalon" manipulointiin
29.03.2023Elektrodynamiikan visualisointi nestemäsellä heliumilla
27.03.2023Uusi keksintö: Happi-ioni-akku
25.03.2023Synteesikaasua ja akkuvarausta auringonvalosta
24.03.2023Kubitit pistävät uuden spinin magnetismiin
23.03.2023Valon ja materiaalin yhdistäminen optimoi näytön kirkkauden
22.03.2023Kaksiulotteista piikarbidia ja perovskiittioksinitridia
21.03.2023Valoemissio ilman teoriaa
20.03.2023Aurinkokennoa rullalta rullalle
18.03.2023Sähköisesti ohjattua passiivista säteilyjäähdytystä
17.03.2023Ferrosähköinen HEMT-transistori
16.03.2023Yhden fotonin emittereitä piille
15.03.2023Fononit, kvanttipiste ja grafeeni
14.03.2023Kestomagneettisuutta tuottaen
13.03.2023Aivoissa valmistuvat elektrodit
12.03.2023Hiilinanoputki kvanttibittien kodiksi
09.03.2023Ionit kuriin perovskiittisissa aurinkokennoissa
08.03.2023Käsialakuvion ennätysmäistä tunnistusta
07.03.2023Suprajohdekubitteja kolmessa ulottuvuudessa
06.03.2023Kevyempiä ja pehmeämpiä ja robotteja
04.03.2023Ihmisen aivosoluilla toimiva tietokone?
03.03.2023Metapinnoilla kohti 6G:tä
02.03.2023Pietsosähköakustiikalla kevyempää RF-tekniikkaa
01.03.2023Uudenlaisia ratkaisuja pienen koon tehokäyttöihin
01.03.2023Uudenlaisia ratkaisuja pienen koon tehokäyttöihin
01.03.2023Molekyylielektroniikan airueita
28.02.2023Antureita mikrobien nanolangoista
27.02.2023Neljän elektronin litium-ilma akku
24.02.2023Uusia eväitä kubiteille
23.02.2023Lämmönhallintaa karheille pinnoille

Näytä lisää »