Adeiladu Haen Batri Gwell Erbyn Haen

Mae tîm o ymchwilwyr o Brifysgol Shinshu yn Nagano, Japan bellach yn agosach at batri tenau, lithiwm-gallu uchel a allai agor y gatiau i systemau storio ynni gwell ar gyfer cerbydau trydan.

"Mae batris lithiwm yn systemau storio ynni addawol iawn ar gyfer cerbydau trydan sydd angen dwysedd egni cymharol uchel," meddai awdur yr astudiaeth Nobuyuki Zettsu, athro yn y CEES ac yn Adran Cemeg Deunyddiau Prifysgol Shinshu. "Fodd bynnag, mae eu folteddau gweithredu uchel yn aml yn arwain at ddadelfennu ocsidol arwyneb yr electrod, sydd wedyn yn hyrwyddo adweithiau ochr amrywiol."

Mae batris lithiwm-ion yn storio llawer o egni, ond mae'r grym y mae'n ei gymryd i wneud y batri yn gwasgaru bod yr egni yn ormod - cymaint, mewn gwirionedd, bod y difrod sy'n deillio o'r fath yn golygu bod y batri yn colli gallu storio.

Er mwyn mynd i'r afael â'r mater hwn, archwiliodd Zettsu a chydweithwyr eiddo trydan ac electrocemegol y cathod uchel (> 4.8 V, vs Li + / Li), lle mae'r electronau'n mynd i mewn i'r gell batri.

Efallai y bydd Zettsu wedi troi y llanw ar addaswyr wyneb trwy ddefnyddio monolayer hunangynulliad. Cymhwysodd ei dîm cotio uwch-denau o fluoroalkylisilane i wyneb y cathodau. Mae fluoroalkylisilane, math o silicon, yn ei drefnu ei hun yn y trefniant mwyaf effeithlon i gynnal ïonau lithiwm ac yn inswleiddio electronau tra'n aros dim ond un atom yn drwchus.

"Fe wnaethon ni ddarganfod ... bod gorchuddio wyneb y deunydd gweithredol gyda chonsgloddiau hunan-ymgynnull ... yn hyrwyddo cludiant effeithlon o fewn yr electrodau, a hefyd yn atal yr adweithiau ochr sy'n digwydd ar y rhyngwyneb electrod a electrolyte," meddai Zettsu. "Roedd y gorchudd hwn yn darparu gwelliant yn y dwysedd pŵer a'r cyclability mewn batris lithiwm-ion foltedd uchel."

Gwelodd yr ymchwilwyr fod y cysylltiad uniongyrchol rhwng y cathod a'r electrolyte a oedd yn mynd i'r batri yn cael ei leihau, ac na chafodd capasiti'r batri ddirywio hyd yn oed ar ôl iddo gael ei feicio'n ganolog.

"Oherwydd rheoliadau amgylcheddol y byd, mae'r wthio tuag at automobiles trydan a hybrid yn symud ymlaen ar fomentwm cyson. Mae'r lefel perfformiad sydd ei angen ar gyfer batris ïon lithiwm yn uchel iawn," meddai Zettsu. "Ar hyn o bryd, rydym yn gweithio ar weithgynhyrchu celloedd batri go iawn ar gyfer cerbydau hybrid plug-in a cherbydau trydan batri gan ddefnyddio'r broses gorchuddio ac arbrofion mewn dulliau gyrru awtomatig."

Cefnogwyd y gwaith hwn gan Asiantaeth Gwyddoniaeth a Thechnoleg Japan a Chymdeithas Japan ar gyfer Hyrwyddo Gwyddoniaeth.

Pecyn batri lithiwm 36v