博伊西州立大学科学家设计了一种新的方法来创建新的锂离子电池材料。欧洲杯足球竞彩从氧化物尼波族开始,一种无定形或缺乏远距离顺序的材料,科学家发现,用锂循环材料会引起向新型Crystalline NB的过渡2o5具有非凡的LI存储和快速骑自行车的阳极。
该方法可用于创建其他使用传统方法难以生产的锂离子电池材料。欧洲杯足球竞彩
该研究发表在自然材料欧洲杯足球竞彩博伊西州立大学材料科学与工程学教授Hui(Claire)Xiong实验室的科学家以及加利福尼亚大学圣地亚哥分校的纳米工程教授Shyu欧洲杯足球竞彩e P欧洲杯线上买球ing Ong。
寻找新的锂离子电池材料已采取了新的紧迫性。欧洲杯足球竞彩汽油价格上涨加剧了对电动汽车(EV)的需求激增,以及为它们供电的锂离子电池。但是,锂离子电池仍然非常昂贵,并且充电缓慢。
锂离子电池是可充电电池市场的领先技术,但对电池具有高能量和更快充电时间的需求也有所增加。
Pete Barnes,研究首席作者兼博士校友,电化学能源材料实验室,微米材料科学与工程学院欧洲杯足球竞彩欧洲杯线上买球
“如果您想为电动汽车充电15分钟,然后在接下来的200或300英里处上路,则需要以非常快的速度充电而不会损失性能的新电池电极,”巴恩斯说。
阳极是当今锂离子电池中最重要的充电瓶颈之一。最常见的阳极材料是石墨,由于被称为锂金属镀层的过程爆炸或火灾的风险,它的能量密度非常致密,但不能过快地充电。鉴于在低压下锂镀层的风险较低,插量金属氧化物,例如岩盐NB2o5团队发现的材料是阳极的替代选择。
Xiong的小组创建了一种革命性的新方法,称为电化学诱导的无定形 - 结晶过渡,以产生全新的阳极材料。新电极可以以20 mA/g的充电速率达到269 mAh/g的高锂存储,同时还以1 A/g的充电速率保持高容量为191 mAh/g。
这项工作最令人兴奋的方面是发现了一种创建新型锂离子电极电极的全新方法。诀窍是从较高的能量阶段开始,例如无定形材料。只需用锂循环材料,我们就可以创建新的晶体排列,从而表现出改进的特性,而不是通过传统手段(例如固态反应)制作的特性。
博伊西州立大学材料科学与工程教授Hui(Claire)Xion欧洲杯足球竞彩g欧洲杯线上买球
阳极的出色性能归因于其无序岩石(DRX)结构,该结构类似于常规的厨房餐桌盐,但LI和NB原子随机分布。尽管DRX阴极材料众所周知,但DRX欧洲杯足球竞彩阳极并不常见。
Yunxing Zuo,博士学位加州大学圣地亚哥分校的ONG材料虚欧洲杯足球竞彩拟实验室的校友,使用将Li植入无定形NB的计算方法证明2o5允许材料科学家欧洲杯足球竞彩获得亚稳态材料。
该团队还创建了一个度量,以识别其他可以以相同方式合成的金属氧化物。计算还表明,DRX结构具有快速的锂扩散路径,从而产生了较高的速率性能。
我们认为,这项工作仅仅是一种全新思考材料合成方式的开始。欧洲杯足球竞彩原子喜欢以某种方式安排自己。当我们以传统方式制作材料时欧洲杯足球竞彩,我们通常会反复进行相同的安排。这种新方法为创造其他非常规金属氧化物开辟了一个有希望的途径。
加利福尼亚大学圣地亚哥分校的纳米工程教授Shyue Ping Ong
博士。Sungsik Lee,Justin Connell,Hua Zhou和Yuzi Liu来自Argonne National Laboratory,教授。保罗·戴维斯(Paul Davis),保罗·西蒙兹(Paul Simmonds),博伊西州立大学(Boise State)的达林·施瓦茨(Darin Schwartz)博士和博士。来自太平洋西北国家实验室的Yingge Du和Zihua Zhu也合作了该项目。
期刊参考:
Barnes,P。,等。(2022)电化学诱导的液体电池氧化物电极中的无定形 - 岩石盐相变。自然材料欧洲杯足球竞彩。doi.org/10.1038/S41563-022-01242-0。
来源:https://www.boisestate.edu/coen/