I en betydande framsteg för elektrisk fordonteknologi har forskare från Chung-Ang University i Sydkorea gjort ett genombrott när det gäller laddningstiden och säkerheten för litiumjon (Li-ion) batterier. En artikel som publicerats i Energy Storage Materials fokuserar på att förbättra Li-ion batterier som används i elbilar.
För närvarande är den största utmaningen med att använda Li-ion batterier att uppnå snabb laddning utan att minska energitätheten i batteriet, vilket påverkar räckvidden och laddningstiden för fordonet. Dessutom väcker snabb laddning oro för litiumplätering, vilket kan leda till hög cellpolarisering.
Forskningsteamet utvecklade en strategi för att hantera dessa problem genom att förbättra sammansättningen av elektrolyten inuti batteriet. Genom att använda koncentrerad LiPF6 (Li-ion batteri elektrolyt) kombinerat med linjära karbonater syftade teamet till att förbättra desolvationsprocessen, vilket är avgörande för snabb rörelse av joner till graf anoden. Särskild uppmärksamhet ägnades åt elektrolyter med låg aktiveringsenergi, som exempelvis dimetylkarbonat, för att möjliggöra snabbare laddning.
Forskningsresultaten visar att dessa elektrolytmodifikationer signifikant kan öka förmågan till snabb laddning samtidigt som batteriets stabilitet bibehålls. Laboratorietester på ett 1,2 Ah påse-format batteri visade att batteriet kunde behålla tre gånger mer kapacitet under 200 cykler och viktigare nog, förhindra den vanliga cellsvullnaden som ofta uppstår vid litiumplätring.
Ytterligare använde studien molekylär dynamik-simuleringar för att förstå effekten av olika elektrolytkoncentrationer på batteriets prestanda. Denna kombination av experimentell och beräkningsmässig analysmetod ger värdefulla insikter om hur framtida batterier med ultrasnabb laddningsförmåga kan byggas.
Janghyuk Moon, ledande forskare och biträdande professor, tror att dessa framsteg kan göra elektriska fordon mer praktiska genom att minska laddningstiden och öka fordonets räckvidd, vilket i sin tur främjar bredare antagande.
Professor Moon sade: ”Genom att förbättra kinetiken och stabiliteten hos batterier under snabbladdningsförhållanden hoppas vi kunna ha en betydande inverkan på den elektriska fordonsindustrin och slutligen på människors dagliga liv.”
Huvudfrågor om forskning om litiumjonbatterier i elektriska fordon:
1. Vad är den främsta utmaningen med litiumjonbatterier i elektriska fordon?
Den främsta utmaningen är att uppnå snabb laddning utan att minska energitätheten i batteriet, vilket påverkar räckvidden och laddningstiden för fordonet. Snabb laddning är också förknippad med farhågor gällande litiumplätering.
2. Vilken lösning föreslogs i forskningen?
Forskningsteamet föreslog att förbättra sammansättningen av elektrolyten inuti batteriet genom att använda koncentrerad LiPF6 i kombination med linjära karbonater. Målet var att förbättra desolvationsprocessen och möjliggöra snabb rörelse av joner till grafanoden.
3. Vilka resultat uppnåddes i forskningen?
Forskningsresultaten visade att elektrolytmodifikationer signifikant kan öka förmågan till snabb laddning samtidigt som batteriets stabilitet bibehålls. Tester på ett påseformat batteri visade att det kunde behålla tre gånger mer kapacitet under 200 cykler och förhindra cellsvullnad.
4. Vilka forskningsmetoder användes?
Studien använde molekylär dynamik-simuleringar för att förstå effekten av olika elektrolytkoncentrationer på batteriets prestanda. Dessutom var studien en kombination av laboratorieförsök och datoranalys.
Användbara definitioner:
– Litiumjon (Li-ion) batteri – en typ av uppladdningsbart batteri med hög energitäthet som används i elektroniska enheter och elektriska fordon.
– Elektrolyt – en substans som möjliggör flöde av joner mellan anoden och katoden i ett litiumjonbatteri.
– Desolvation – processen där joner rör sig från katoden till anoden i ett litiumjonbatteri.
Föreslagna länkar:
– Batterier i elektriska fordon
– Chung-Ang University
The source of the article is from the blog bitperfect.pe