[ad_1]

تصویر

تصویر: محققان ETRI در حال بررسی نوع جدیدی از ساختار الکترود برای حالت کاملاً جامد باتری ثانویه هستند. چشم انداز بیشتر

اعتبار: انستیتوی تحقیقات الکترونیک و ارتباطات راه دور (ETRI)

محققان کره جنوبی نوع جدیدی را توسعه داده اند ساختار الکترود برای باتری های ثانویه کاملاً جامد. در صورت استفاده از این فناوری ، تراکم انرژی باتری ها می تواند در مقایسه با فناوری های موجود به میزان قابل توجهی افزایش یابد و به توسعه باتری های ثانویه با کارایی بالا کمک زیادی می کند.

یک تیم تحقیقاتی مشترک از انستیتوی الکترونیک و مخابرات (ETRI) و انستیتوی علم و فناوری Daegu Gyeongbuk (DGIST) اعلام کردند که پس از شناسایی مکانیزم انتشار نور یون لیتیوم بین مواد فعال این دستاورد زمانی که نتایج توسط حروف انرژی ACS، یک مجله اینترنتی آکادمیک بین المللی متخصص در بخش انرژی ، تحت مدیریت انجمن شیمی آمریکا (ACS) *.

برخلاف سلولهای اصلی که فقط یکبار قابل استفاده هستند و هرگز نمی توان دوباره از آنها استفاده کرد ، باتری های ثانویه را می توان دوباره شارژ و دوباره استفاده کرد. با پیشرفت های اخیر در زمینه دستگاه های الکترونیکی ، اهمیت فناوری باتری ثانویه برای ربات ها ، اتومبیل های برقی ، سیستم های ذخیره انرژی (ESS) و هواپیماهای بدون سرنشین هر ساله در حال افزایش است.

باتری ثانویه تمام نیمه هادی یک دستگاه ذخیره انرژی نسل بعدی است که از یک الکترولیت جامد برای انتقال یونها به الکترودهای باتری استفاده می کند. الکترولیت های جامد از الکترولیت های مایع ایمن ترند ، که می تواند باعث آتش سوزی شود. علاوه بر این ، می توان الکترولیت های جامد را در یک سلول ثانویه از نوع دو قطبی گنجانید تا چگالی انرژی را از طریق یک پیکربندی ساده باتری افزایش دهد.

ساختار الکترود یک سلول ثانویه کاملاً جامد متشکل از یک الکترولیت جامد مسئول رسانایی یونی ، یک افزودنی رسانا که وسیله ای برای رسانایی الکترونیکی فراهم می کند. مواد فعال مسئول ذخیره انرژی؛ و چسباننده ای که این اجزا را از نظر فیزیکی و شیمیایی نگه دارد

محققان ETRI از طریق آزمایشات سیستماتیک دریافتند که یونها حتی بین ذرات ماده فعال گرافیت منتقل می شوند. و آنها پیشنهاد دادند نوع جدیدی از ساختار الکترود برای یک حالت کاملاً جامد ، یک سلول ثانویه فقط از ماده فعال و چسب تشکیل شده است. محققان این احتمال را تأیید کردند که حتی بدون افزودنی الکترولیت جامد در الکترودها ، عملکرد یک سلول ثانویه کاملاً جامد بهتر باشد.

امکان نظری ساختار جدید پیشنهادی توسط ETRI در DGIST با آزمایش الکتروشیمیایی (با استفاده از ابر رایانه) از یک مدل مجازی تأیید شد. محققان ETRI توانستند این ساختار را در یک آزمایش واقعی نشان دهند. ETRI این فناوری را “الکترود تمام سخت وابسته به انتشار” نامید و گزارشی را در یک مجله بین المللی ارائه داد.

در صورت استفاده از فناوری ETRI ، ماده رسانایی جامد در الکترود غیرضروری خواهد بود. در عوض ، ماده فعال تر می تواند در همان حجم فشرده شود. به عبارت دیگر ، مقدار ماده فعال در الکترود می تواند تا 98٪ از نظر وزنی افزایش یابد * و در نتیجه چگالی انرژی * می تواند 1.5 برابر بیشتر از الکترود کامپوزیت گرافیت معمولی باشد.

این فناوری همچنین مزایایی در جنبه های فرآیند تولید دارد. الکترولیت های جامد سولفید * که دارای هدایت یونی بالا و شکل پذیری متوسط ​​هستند ، یک کاندیدای عالی برای تولید باتری های کاملا جامد محسوب می شوند. با این حال ، به دلیل واکنش پذیری شیمیایی بالا * ، الکترولیت های جامد نوع سولفید ، توسعه دهندگان باتری را با گزینه های بسیار کمی در رابطه با حلال ها و چسب ها مواجه می کنند. در مقابل ، با الکترود جدید ETRI ، توسعه دهندگان در انتخاب نوع حلال و چسب برای استفاده در باتری آزاد هستند ، زیرا الکترود حاوی الکترولیت جامد نیست که بسیار واکنش پذیر باشد. این امر همچنین به محققان امکان می دهد تا از روشهای جدیدی برای بهبود عملکرد سلولهای ثانویه نیمه هادی استفاده کنند.

دکتر یانگ-گی لی ، که در این مطالعه شرکت دارد ، گفت: “برای اولین بار ، ما کشف کردیم که یون ها فقط با مواد فعال پخش می شوند. ما دیگر به ساختار استفاده شده در حالت کاملاً جامد سلولهای ثانویه محدود نیستیم. برای تولید سلولهای ثانویه با حتی تراکم انرژی بالا با استفاده از این فناوری ، ما همچنین حقوق خود را نسبت به فناوری اصلی تأمین خواهیم کرد و روی نسخه قابل استفاده تجاری کار خواهیم کرد.

اگرچه ETRI تحقیقات خود را با استفاده از ماده کاتدی گرافیت فعال انجام داد ، اما با استفاده از مواد مختلف الکترود دیگر ، قصد دارد تحقیقات خود را بر اساس همین مفهوم ادامه دهد. همچنین قصد دارد این فناوری را برای افزایش کارایی بهبود بخشد. این امر می تواند با از بین بردن مشکلات سطحی بین الکترودها و کم شدن حجم الکترودها حاصل شود.

###

فرهنگ لغت شرح:

* حروف انرژی ACS اگر: 19.003 ، الکتروشیمی JCR: 98.148

* سلول ثانویه نوع دو قطبی: سلول ثانویه با چگالی انرژی بالا شامل چندین الکترود متصل به صورت سری با یک سلول باتری.

* درصد جرم: در شیمی ، درصد جرم ماده موجود در مخلوط نسبت بین جرم ماده و جرم کل مخلوط است.

* الکترود ETRI:> 640 میلی آمپر ساعت / سانتی متر مکعب ، الکترود کامپوزیت گرافیت معمولی: 400 A میلی آمپر ساعت / سانتی متر مکعب.

* ترکیبات حاوی یا متصل به یون سولفید (S sulf-) در فرمول

* وقتی گوگرد (S) و رطوبت (H2O) به هم می رسند ، سولفید هیدروژن ، یک گاز سمی آزاد می شود.

برای انستیتوی تحقیقات الکترونیک و مخابرات (ETRI):

ETRI یک موسسه تحقیقاتی غیرانتفاعی با بودجه دولتی است. از زمان تاسیس در سال 1976 ، ETRI ، یک م instسسه جهانی تحقیقات ICT ، تلاش زیادی کرده است تا کره کره جنوبی را در صنعت ICT رشد چشمگیری دهد. ETRI کره را به عنوان یکی از بهترین کشورهای ICT در جهان معرفی می کند که به طور مداوم اولین و بهترین فناوری های جهان را توسعه می دهد.

این مطالعه با همکاری پروفسور یونگ مین لی و تیم DGIST وی تحت نظارت ETRI انجام شده است. اولین نویسندگان مقاله دکتر Ju Young Kim از ETRI و دکتر Joonam Park از DGIST بودند. نویسندگان مربوطه گزارش دکتر جو یانگ کیم از ETRI و پروفسور یونگ مین لی از DGIST هستند و بودجه این مطالعه توسط وزارت علوم و ICT به عنوان بخشی از پروژه توسعه فناوری پاسخ به تغییر اقلیم (بنیاد تحقیقات ملی) کره)

مقاله ای در توضیح نتایج این مطالعه در آخرین شماره از حروف انرژی ACS، یک مجله بین المللی شناخته شده در زمینه انرژی (IF: 19.003).

سلب مسئولیت: AAAS و EurekAlert! هیچ مسئولیتی در قبال صحت گزارشهای خبری منتشر شده در EurekAlert ندارند! از طریق موسسات کمک کننده یا استفاده از هرگونه اطلاعات از طریق سیستم EurekAlert.

[ad_2]

منبع: kolah-news.ir

ایندکسر