มีความก้าวหน้าที่สำคัญในการวิจัยวัสดุใหม่สำหรับแบตเตอรี่ลิเธียม
เมื่อเร็ว ๆ นี้ทีมศาสตราจารย์ Pan Feng จาก School of New Materials ของมหาวิทยาลัยปักกิ่งมีความก้าวหน้าที่สำคัญในงานวิจัย
อย่างที่เราทราบกันดีว่าแบตเตอรี่ลิเธียมถูกใช้อย่างแพร่หลายในโทรศัพท์มือถือและรถยนต์ไฟฟ้า วัสดุที่เป็นชั้นมีความจุจำเพาะสูงและใช้เป็นวัสดุอิเล็กโทรดบวกสำหรับแบตเตอรี่พลังงานในรถยนต์ไฟฟ้าระดับไฮเอนด์ (เช่น รถยนต์ไฟฟ้าของเทสลา) ทั้งในและต่างประเทศ ข้อกำหนดสำหรับประสิทธิภาพและประสิทธิภาพอัตราก็สูงขึ้นและสูงขึ้นเช่นกัน มีหลายวิธีในการปรับปรุงประสิทธิภาพไฟฟ้าเคมีของวัสดุแคโทดชั้นของโลหะออกไซด์ทรานซิชัน ในหมู่พวกเขา ประสิทธิภาพของวัฏจักรและประสิทธิภาพอัตราของวัสดุสามารถปรับปรุงได้โดยการเติมองค์ประกอบอื่น ๆ เช่น (Al, Ti) เพื่อตอบสนองความต้องการในปัจจุบันสำหรับแบตเตอรี่พลังงาน ความต้องการการชาร์จและอายุการใช้งานจึงกลายเป็นประเด็นร้อนในการวิจัยในปัจจุบัน กลไกของการให้ยาสลบอย่างมีประสิทธิภาพและเพิ่มประสิทธิภาพหลังการให้ยาสลบยังไม่เป็นที่เข้าใจ และจำเป็นต้องมีการวิจัยเพิ่มเติม
Peking University School of New Materials มีความคืบหน้าในการปรับปรุงประสิทธิภาพของการสร้างการไล่ระดับสีอินเทอร์เฟซวัสดุแบตเตอรี่ลิเธียมใหม่
เมื่อเร็ว ๆ นี้ ทีมวิจัยศูนย์พลังงานสะอาดนำโดยศาสตราจารย์ Pan Feng แห่ง School of New Materials บัณฑิตวิทยาลัย Peking University Shenzhen ใช้การเลี้ยวเบนของนิวตรอน เอ็กซ์เรย์ดูดกลืนแสง (XPS) กล้องจุลทรรศน์ขนาดอะตอมที่มีความแม่นยำสูง (HR-TEM และ TEM ความคลาดเคลื่อนทรงกลม) เมื่อรวมกับการคำนวณทางเคมีควอนตัมในหลักการแรก การสร้างส่วนต่อประสานรูปแบบใหม่ที่เกิดขึ้นจากการเติม Ti ไล่ระดับที่ส่วนต่อประสานของวัสดุชั้นโลหะออกไซด์ทรานซิชันของแบตเตอรี่ลิเธียม อัตราการชาร์จแบตเตอรี่และอัตราการคายประจุที่ดีขึ้น และความเสถียรของวงจร และกลไกที่เกี่ยวข้อง ได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบ งานนี้ได้รับการตีพิมพ์เมื่อเร็ว ๆ นี้ใน Advanced Energy Materials (IF=24.884) ซึ่งเป็นวารสารที่มีชื่อเสียงในด้านวัสดุพลังงาน
กลุ่มวิจัยของ Pan Feng ใช้วิธีการเติม Ti gradient doping ที่เป็นนวัตกรรมใหม่อย่างอิสระเพื่อสร้างองค์ประกอบโครงสร้าง Ti-O หนาประมาณ 6 นาโนเมตรและปฏิกิริยา Li/Ni บนพื้นผิวของวัสดุชั้นนิกเกิลแคโทดสูง LiNi0.8Co0.2O2 (NC82) โครงสร้างอินเทอร์เฟซใหม่ เนื่องจากพันธะเคมีที่แข็งแรงของ Ti-O ความเสถียรของอะตอมออกซิเจนของอินเทอร์เฟซระหว่างกระบวนการสังเคราะห์จึงดีขึ้น ส่วนต่อประสานที่สร้างขึ้นใหม่สามารถป้องกันไม่ให้วัสดุทำปฏิกิริยากับ H2O, CO2 และอิเล็กโทรไลต์ และยับยั้งการก่อตัวของพื้นผิวในระหว่างกระบวนการสังเคราะห์ ระยะเบ็ดเตล็ด (เช่น เฟสเกลือสินเธาว์ชนิด NiO, Li2CO3 เป็นต้น) เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพไฟฟ้าเคมีของวัสดุ โดยเฉพาะอย่างยิ่งประสิทธิภาพอัตราและประสิทธิภาพของวงจร กลไกการป้องกันเฟสแบบชั้นของพื้นผิวที่มีโครงสร้างนี้สามารถเอาชนะความเสียหายของวิธีการเคลือบเฉื่อยของพื้นผิวแบบเดิมเพื่อชาร์จการขนส่ง ขึ้นอยู่กับการปรับคุณสมบัติทางเคมีพื้นผิวของวัสดุนิกเกิลสูงเพื่อให้ได้อิเล็กโทรดบวกที่มีความจุสูง อัตราสูงและความเสถียรสูง วัสดุให้วิธีการใหม่
