Bangunan baterai lebih baik lapis demi lapis

Sebuah tim peneliti dari Universitas Shinshu di Nagano, Jepang sekarang lebih dekat ke tipis, high-kapasitas lithium-ion baterai yang bisa membuka pintu-pintu gerbang ke sistem penyimpanan energi baik untuk kendaraan listrik.

"Baterai lithium-ion yang sangat menjanjikan sistem penyimpanan energi untuk kendaraan listrik yang memerlukan energi relatif tinggi kepadatan," kata penulis studi Nobuyuki Zettsu, seorang profesor di CEES dan di Departemen bahan kimia di Shinshu Universitas. "Namun, tegangan operasi mereka tinggi sering mengakibatkan dekomposisi oksidatif permukaan elektroda, yang kemudian mempromosikan berbagai reaksi samping."

Baterai lithium-ion menyimpan banyak energi, tapi kekuatan yang dibutuhkan untuk membuat baterai membubarkan energi terlalu banyak--begitu banyak, pada kenyataannya, bahwa kerusakan yang dihasilkan membuat baterai kehilangan kapasitas penyimpanan.

Untuk mengatasi masalah ini, Zettsu dan rekan meneliti sifat elektrokimia dan listrik tegangan tinggi (> 4.8 V, vs Li / Li) katoda, mana elektron memasukkan sel baterai.

Zettsu telah berpaling gelombang permukaan pengubah melalui penggunaan monolayer diri berkumpul. Timnya diterapkan lapisan tipis dari fluoroalkylisilane ke permukaan katod. Fluoroalkylisilane, jenis silikon, mengatur sendiri ke pengaturan yang paling efisien untuk melakukan lithium ion dan mengisolasi elektron sementara sisanya hanya satu atom tebal.

"Kami menemukan... bahwa lapisan permukaan dengan bahan aktif monolayer diri berkumpul... dipromosikan transportasi yang efisien dalam elektroda, sementara juga menekan reaksi samping yang terjadi pada antarmuka elektroda dan elektrolit," Zettsu kata. "Ini lapisan memberikan peningkatan dalam kerapatan daya dan cyclability di tegangan tinggi lithium-ion baterai."

Para peneliti melihat bahwa kontak langsung antara katoda dan elektrolit memasukkan baterai diperkecil, dan bahwa kapasitas baterai tidak menurunkan bahkan setelah itu Bersepeda seratus kali.

"Menurut peraturan lingkungan di dunia, dorongan terhadap listrik dan hybrid mobil adalah melanjutkan di momentum mantap. Tingkat kinerja yang diperlukan untuk baterai lithium ion sangat tinggi,"kata Zettsu. "Saat ini, kami bekerja pada manufaktur sel-sel baterai yang nyata untuk kendaraan plug-in hibrida dan kendaraan listrik baterai menggunakan proses pelapisan dan percobaan dalam mode mengemudi otomatis."

Karya ini didukung oleh Japan Science dan teknologi Agency dan masyarakat Jepang untuk promosi ilmu pengetahuan.

36V baterai lithium