Udbredelse af elektriske køretøjer baseret på højtydende, lavpris natrium-ion batteri

Forskellige bilfirmaer forbereder sig på at skifte fra forbrændingsmotorkøretøjer (IC) til elektriske køretøjer (EV'er). Imidlertid, på grund af højere omkostninger, Elbiler er ikke så let tilgængelige for forbrugerne; derfor, flere regeringer subsidierer elbiler for at fremme salget. For at EV-omkostningerne skal konkurrere med IC-motorkøretøjer, deres batterier, som tegner sig for omkring 30 % af deres omkostninger, skal være mere økonomiske end IC-baserede køretøjer.

Korea Institute of Science and Technology (KIST) har meddelt, at Dr. Sang-Ok Kims team ved Center for Energy Storage Research havde udviklet en roman, Høj ydeevne, økonomisk anodemateriale til brug i natrium-ion sekundære batterier, som er mere omkostningseffektive end lithium-ion-batterier. Dette nye materiale kan lagre 1,5 gange mere elektricitet end den grafitanode, der bruges i kommercielle lithium-ion-batterier, og dets ydeevne forringes ikke selv efter 200 cyklusser ved meget hurtige opladnings-/afladningshastigheder på 10 A/g.

Natrium er over 500 gange mere rigeligt i jordskorpen end lithium; derfor, natrium-ion-batterier har tiltrukket sig betydelig opmærksomhed som næste generations sekundære batteri, fordi det er 40 % billigere end lithium-ion-batterier. Imidlertid, sammenlignet med lithium-ioner, natriumioner er større og dermed, kan ikke opbevares så stabilt i grafit og silicium, som er meget brugt som anoder i sådanne batterier. Derfor, udviklingen af ​​en roman, anodemateriale med høj kapacitet er nødvendig.

KIST-forskerholdet brugte molybdændisulfid (MoS ₂ ), et metalsulfid, der har vakt interesse som en kandidat til anodematerialer med stor kapacitet. MoS ₂ kan lagre en stor mængde elektricitet, men kan ikke bruges på grund af dens høje elektriske modstand og strukturelle ustabilitet, der opstår under batteridrift. Imidlertid, Dr. Sang-Ok Kims team overvandt dette problem ved at skabe et keramisk nano-coating lag ved hjælp af silikoneolie, hvilket er en lavpris, miljøvenligt materiale. Gennem den enkle proces med at blande MoS ₂ precursor med silikoneolie og varmebehandle blandingen, de kunne producere en stabil heterostruktur med lav modstand og forbedret stabilitet.

Desuden, evalueringen af ​​elektrokemiske egenskaber viste, at dette materiale stabilt kunne lagre mindst dobbelt så meget elektricitet (~600 mAh/g) som MoS ₂ materiale uden belægning og kunne opretholde denne kapacitet selv efter 200 hurtige opladnings-/afladningscyklusser. Denne fremragende ydeevne blev opnået ved dannelsen af ​​det keramiske nano-coatinglag med høj elektrisk lagerkapacitet, hvilket giver høj ledningsevne og stivhed til MoS ₂ overflade, hvilket resulterer i lav elektrisk modstand af materialet og høj strukturel stabilitet.

Dr. Sang-Ok Kim, udtalte, at de "med succes kunne løse MoS' problemer med høj modstand og strukturel ustabilitet ₂ gennem nano-coating overfladestabiliseringsteknologi. Som resultat, vi kunne udvikle et natrium-ion-batteri, der stabilt kan lagre en stor mængde elektricitet. Vores metode bruger omkostningseffektive, miljøvenlige materialer og, hvis det er tilpasset til storskalafremstilling af anodematerialer, kan sænke produktionsomkostningerne og derfor, booste kommercialiseringen af ​​natrium-ion-batterier til strømlagringsenheder med stor kapacitet."