[ad_1]

ETRI ، DGIST ساختار الکترود جدیدی را برای یک باتری ثانویه تمام نیمه هادی ایجاد می کنند

محققان ETRI در حال بررسی نوع جدیدی از ساختار الکترود برای حالت کاملاً جامد باتری ثانویه هستند. اعتبار: انستیتوی تحقیقات الکترونیک و ارتباطات راه دور (ETRI)

محققان کره جنوبی نوع جدیدی از ساختار الکترود را برای باتری های ثانویه کاملاً جامد تولید کرده اند. در صورت استفاده از این فناوری ، تراکم انرژی باتری ها می تواند در مقایسه با فن آوری 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 تحقیقات الکترونیک و مخابرات (ETRI) و موسسه علوم و فناوری Daegu Gyeongbuk (DGIST) پس از شناسایی مکانیزم انتشار نور یون لیتیوم بین مواد فعال ، ساختار الکترود جدیدی را برای باتری های ثانویه نیمه هادی طراحی کرده اند. . آنها نتایج خود را در منتشر کرده اند حروف انرژی ACS، یک مجله آنلاین آکادمیک بین المللی متخصص در بخش انرژی ، تحت مدیریت انجمن شیمی آمریکا (ACS).

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

باتری های ثانویه کاملاً جامد از یک الکترولیت جامد برای انتقال یون ها به الکترودهای باتری استفاده می کنند. الکترولیت های جامد از الکترولیت های مایع ایمن تر هستند ، که می تواند باعث آتش سوزی شود. علاوه بر این ، می توان الکترولیت های جامد را در یک سلول ثانویه از نوع دو قطبی تعبیه کرد تا چگالی انرژی را از طریق یک پیکربندی ساده باتری افزایش دهد.

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

محققان ETRI از طریق آزمایشات سیستماتیک دریافتند که یونها حتی بین ذرات ماده فعال گرافیت منتقل می شوند. و آنها نوع جدیدی از ساختار الکترود را برای حالت کاملاً جامد سلول ثانویه متشکل از مواد فعال و چسب پیشنهاد دادند. 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 یک مدل مجازی که بر روی یک ابر رایانه اجرا می شود ، تأیید شد. محققان ETRI توانستند این ساختار را در یک آزمایش واقعی نشان دهند. نتیجه یک الکترود کاملاً سخت وابسته به انتشار است.

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 از نوع سولفید ، که دارای هدایت یونی بالا و شکل پذیری متوسط ​​هستند ، یک گزینه عالی برای تولید باتری های کاملا جامد محسوب می شوند. اما به دلیل واکنش پذیری شیمیایی بالا ، الکترولیت های جامد از نوع سولفید ، توسعه دهندگان باتری را با گزینه های کمی در رابطه با حلال ها و چسب ها روبرو 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 نقش دارد ، گفت: “برای اولین بار ، ما کشف کردیم که یونها فقط با مواد فعال پخش می شوند. ما دیگر به ساختار مورد استفاده در حالت کاملاً جامد سلولهای ثانویه محدود نیستیم. سلولهای ثانویه با تراکم انرژی بالا حتی با استفاده از این فناوری تولید کنیم. ما همچنین حقوق خود را نسبت به فناوری اصلی تأمین خواهیم کرد و روی نسخه ای که قابل تجاری سازی است کار خواهیم کرد. “

اگرچه ETRI تحقیقات خود را با استفاده از ماده فعال کاتد گرافیتی انجام داده است ، 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.


نسخه های 3 بعدی مجازی از باتری های تمام نیمه هادی ایجاد کنید


اطلاعات بیشتر:
Ju Young Kim و همکاران ، الکترود گرافیتی وابسته به نفوذ برای باتری های کاملا جامد با چگالی انرژی بسیار بالا ، حروف انرژی ACS (2020) DOI: 10.1021 / acsenergylett.0c01628

تهیه شده توسط شورای ملی علم و فناوری

نقل قول: محققان ساختار الکترود جدیدی را برای باتری ثانویه نیمه هادی (2020 ، 2 دسامبر) توسعه داده اند که در تاریخ 2 دسامبر 2020 از https://phys.org/news/2020-12-electrode-all-solid-state استخراج شده است باتری ثانویه .html

این برگه یا سند یا نوشته تحت پوشش قانون کپی رایت است. به جز هر معامله عادلانه ای به منظور معاینه خصوصی یا تحقیق ، هیچ بخشی بدون اجازه کتبی قابل تولید نیست. این محتوا فقط برای اطلاع رسانی ارائه شده است.



[ad_2]

منبع: moshaverh-news.ir