استعراض

في الآونة الأخيرة، والدكتور جامعة لودفيج جنيفر التقنية في ميونيخ، ألمانيا لتطوير سريعة وبسيطة، والتكنولوجيا منخفضة التكلفة، وتصنيع عالية الجودة بطارية ليثيوم الكاثود الكوبالت المادي الفوسفات واعدة.

الكلمة

البطاريات والهواتف الذكية، والمواد الكهربائي

خلفية

في الوقت الحاضر، والسيارات الكهربائية، والهواتف الذكية، وأقراص وأجهزة يمكن ارتداؤها وغيرها من المنتجات الإلكترونية أكثر وأكثر عمقا في حياتنا. ومع ذلك، فإن البطارية هي دائما عامل رئيسي يؤثر على أداء مجموعة واسعة من المنتجات الالكترونية وتجربة المستخدم. أن البطاريات لزيادة قدرة السيارات الكهربائية يعني أطول مسافة سفر للهواتف الذكية وغيرها من المنتجات الإلكترونية، وهو ما يعني مرات المدى الأطول.

ابتكار

(المصدر: أندرياس باتنبرغ / توم)

في الآونة الأخيرة، جنيفر لودفيغ دكتوراه (توم)، وضعت جامعة التقنية في ميونيخ ألمانيا وسريعة وبسيطة، والتكنولوجيا منخفضة التكلفة، وتصنيع عالية الجودة واعدة المواد الكاثود ليثيوم فوسفات الكوبالت . الكيميائيين لأن هذه الإنجازات العمل، وفاز بجائزة Evonik البحوث (جائزة بحوث EVONIK).

تكنولوجيا

(المصدر: أندرياس باتنبرغ / توم)

تم صب جنيفر لودفيغ وعاء زجاجي إلى مسحوق، مسحوق في المصباح مختبر تنبعث الملونة وردي فاتح. وهذا المستقبل مسحوق تحسن كثيرا أداء البطارية. وأوضحت:

"بالمقارنة مع المواد الكاثود التقليدية والكوبالت الليثيوم فوسفات الكثير من تخزين الطاقة."

فريق العمل جنيفر لودفيغ في تركيب المواد المبتكرة وتوصيف البروفيسور توم Nilges. وقالت إنها وضعت التكنولوجيا مع الحد الأدنى من الطاقة وأعلى مستوى من الجودة والإنتاج السريع لهذه مسحوق الوردي.

بطارية ليثيوم الباحثين الكوبالت الفوسفات والمواد في المستقبل لبعض الوقت. في الجهد التشغيل، ليثيوم الحديد مادة الفوسفات مما كانت تقليديا أعلى، وبالتالي الحصول على أعلى كثافة الطاقة (واط ساعة لكل 800 كغ، وليس أقل من 600 واط ساعة.)

ومع ذلك، قبل إنتاج عالية الجهد مادة القطب الموجب، يتطلب التحول القاسي (800 درجة مئوية)، مع معقدة جدا كثيفة الطاقة، عملية، وغير فعالة. وقال تقرير لودفيغ:

"يتم تشكيل حجم كريستال تحت تختلف هذه الشروط، ويجب أن تكون الأرض إلى النانوية في ثوان، هي خطوات التصنيع كثيفة الاستهلاك للطاقة."

وعلاوة على ذلك، يتم عرض الكريستال مما أدى إلى اتجاه واحد فقط، وجود الموصلية الأيونية كافية. وبالنسبة لمعظم السطح، وتفاعل كيميائي بين المنحل بالكهرباء والبطارية القطب التقدم المادي ببطء شديد.

تطوير جنيفر لودفيغ من عملية التوليف الميكروويف مرة واحدة وإلى الأبد من الأسئلة أعلاه: الحصول على الجودة العالية ليثيوم فوسفات الكوبالت يتطلب سوى المايكرويف و 30 دقيقة . يتم وضع الكواشف والمذيبات معا في وعاء تترافلوروإيثيلين (تفلون)، ثم يسخن. فقط 600 واط تصل إلى 250 درجة مئوية بما فيه الكفاية لتحفيز تكوين بلورات.

(المصدر: أندرياس باتنبرغ / توم)

قياس قطر ورقة مسطحة من عملية الإخراج أقل من 1 ميكرون، سمك سوى بضع مئات من نانومتر، وجود التوصيل الكهربائي الأقصى للمحور سطح توجيهات. لودفيج قائلا:

"هذا الشكل يضمن أفضل أداء الكهروكيميائية، لأن أيونات الليثيوم تتحرك فقط على بعد مسافة قصيرة داخل البلورة."

(المصدر: كاتيا Rodewald / توم)

خلال التجربة، وقالت انها لا يحل أيضا مشكلة أخرى: ما يزيد على 200 درجة مئوية والضغوط، وأحيانا تشكيل غير معروف حتى الآن، معقدة هيدروكسيد الكوبالت فوسفات الهيدروجين (هيدروكسيد الكوبالت الهيدروجين الفوسفات) المجمع.

جنيفر لودفيغ توضيح بنجاح آلية رد الفعل، تم عزل المجمع وتحديد هيكلها والممتلكات. منذ مركبات جديدة ليست مناسبة كمادة البطارية، وقالت انها يعدل رد فعل، حتى أن المطلوب فقط لالكوبالت إنتاج الليثيوم الفوسفات.

قيمة

وقال البروفيسور Nilges:

"من خلال هذه العملية إنتاج جديدة، ونحن الآن قادرون على انتاج خصائص عالية الأداء وحسب الطلب، عالية الجودة ورقة مثل وضوح الشمس من فوسفات الليثيوم والكوبالت، وبالتالي زيادة إزالة العقبات على الطريق إلى مواد جديدة عالية الجهد."

المواد المرجعية

[1] https://www.tum.de/en/about-tum/news/press-releases/detail/article/34233/

[2] Co11Li ، وبطارية ليثيوم استقرت، ملون-تكافؤ الكوبالت (II، III) الإطار الفوسفات هيدروكسيد، جنيفر لودفيغ، ستيفان Geprgs، دينيس Nordlund ماركا M. Doeff، وتوم Nilges.

. Inorg علم، عام 2017، 56 (18)، ص 10950-10961 - دوى :. 10.1021 / acs.inorgchem.7b01152

[3] علم الصرف التي تسيطر عليها التوليف solvothermal من LiCoPO4 عالية الأداء كمادة الكاثود عالية الجهد لبطاريات ليثيوم أيون بمساعدة الميكروويف، جنيفر لودفيغ، سيريل مارينو، دومينيك Haering، كريستوف Stinner، هوبير A. Gasteiger، توم Nilges مجلة. مصادر الطاقة، المجلد 342، 28 فبراير 2017، الصفحات 214-223

تكنولوجيات أكثر المتطورة والمنتجات المبتكرة، ويرجى الانتباه إلى قناة الدقيقة عدد الجمهور: IntelligentThings، أو الاتصال الحرف الصغير المؤلف: JohnZh1984