סעאָול טעק אַנטוויקלט אַ נייַע אולטראַ-שנעל-טשאַרדזשינג-באַטעריע סטראַטעגיע צו פאַרמייַדן שעדלעך ליטהיום דעפּאַזישאַן

די שנעלע פארשריט פון עלעקטרישע וועהיקלעך און הויך-מאַכט עלעקטראָנישע דעוויסעס האט געשטארקט די וואַקסנדיקע פאָדערונג פֿאַר אולטראַ-שנעל-אויפֿלאַדנדיקע ליטיום-יאָן באַטעריעס. דאך, די היינטיקע ליטיום-יאָן ריטשאַרדזשאַבאַל באַטעריעס ליידן פון שווערן מאַכט פאַרפוילן בעשאַס שנעל-אויפֿלאַדונג פּראָצעסן און קענען אפילו פירן צו קאַטאַסטראָפֿישע דורכפֿאַלן, וואָס הייבט אויף זיכערהייט ריזיקעס. דאָס שטאַמט דער הויפּט פון עלעקטראָכעמישער אינסטאַביליטעט ביים אַנאָדע-עלעקטראָליט צובינד, וואָס טריגערט שעדלעכע מעטאַליש-ליטיום דעפּאַזישאַן אויף דער באַטעריע ייבערפלאַך און שלעכטע טערמישע פעסטקייט.
אין די לעצטע יאָרן, זענען הויך-וואָולטידזש אַנאָדע מאַטעריאַלן געוואָרן זייער פּראַמישינג אַלטערנאַטיוון צו פאַרהיטן איבעריקע ליטיום דעפּאַזישאַן און די פאָרמירונג פון נישט-סטאַבילע סאָליד-עלעקטראָליט ינטערפאַסע (SEI) לייַערס. טראָץ די שטאַרקייטן, זענען די מאָדערנע מאַטעריאַלן נאָך באַגרענעצט דורך נישט צופֿרידנשטעלנדיקע יאָנישע קאַנדאַקטיוויטי און טערמישע פעסטקייט, וואָס שוואַכן די מאַכט רעזולטאַט און לאַנג-טערמין פאַרלאָזלעכקייט.

לויט אויסלענדישע מעדיע באריכטן, צו לייזן די פראבלעמען, האט א פארשונגס-גרופע, אנגעפירט דורך אסאסיאירטן פראפעסאר דונגווק האן ביי סעאול נאציאנאלער אוניווערסיטעט פון וויסנשאפט און טעכנאלאגיע, אנטוויקלט אן אפ-סטויכיאמעטריש (OS) ליטיום טיטאניום פאספאט אנאד מאטעריאל מיט א NASICON-טיפ סטרוקטור. דאס מאטעריאל איז באקאנט פאר אויסערגעווענליכע סטרוקטורעלע און טערמישע פעסטקייט. דער דיזיין קען ברענגען ספאנטאנע פאזע טראנספארמאציע אונטער דער ייבערפלאך פון אקטיוו-מאטעריאל פארטיקלען צו דורכברעכן קינעטישע באגרענעצונגען און דערגרייכן סטאבילן שנעל-אויפלאדונג פערפארמאנס.
באַטייַטיקע פאָרשונג רעזולטאַטן זענען פאַרעפֿנטלעכט געוואָרן אין דער זשורנאַל אַוואַנסירטע פונקציאָנעלע מאַטעריאַלן.

ייבערפלאַך מאָדולאַציע פֿאַר אַקסעלערירט יאָן טראַנספּאָרט

ליטיום טיטאַניום פאָספֿאַט (LTP) באַזיצט אַ סאָדיום-סופּער-יאָנישע-קאַנדאַקטאָר (NASICON)-טיפּ סטרוקטור, וואָס באַרימט זיך מיט אויסגעצייכנטע סטרוקטורעלע און טערמישע פעסטקייט, ווי אויך שנעלע ליטיום-יאָן דיפֿוזיע קאַנאַלן. כּדי צו נוצן זײַן פֿולן פּאָטענציאַל, האָבן די פֿאָרשער אָנגענומען אַן אָף-סטאָכיאָמעטרישע פּלאַן סטראַטעגיע און באַוואוסטזיניק פֿאַרגרעסערט דעם פּראָפּאָרציע פֿון פֿאָספֿאָר (P) צו טיטאַניום (Ti). אַזאַ טיטאַניום-דעפֿיציענטע קאָמפּאָזיציע דזשענערירט טיטאַניום פאָספֿאַט (TPO) דאָמעינען נאָענט צו דער ייבערפֿלאַך פֿון LTP פּאַרטיקלען.
די TPO-רייכע געגנטן דינען ווי הויך-עפעקטיוו קינעטישע קאנאלן, נידעריגנדיק די ענערגיע באריערע פאר ליטיום-יאָן טראנספארטאציע איבער די אנאד-עלעקטראליט אינטערפייס און קאנסטרואירנדיק שנעלע יאָן-טראַנספער וועגן לעבן טיילכעל-איבערפלאַכן. דערצו, העכסט פלעקסיבלע P-O-P בונדן אין די TPO פריימווערק צושטעלן סטרוקטורעלע פלעקסיבילאַטי צו אַדאַפּטירן צו באַנד וועריאַציע בעשאַס שנעל-טשאַרדזשינג ציקלען און באַשיצן די NASICON-טיפּ סטרוקטור קעגן אומקערלעכן שאָדן.

שטאַרקע פאָרשטעלונג אונטער שנעל-טשאַרדזשינג אומשטענדן

דעריבער, אין ראטע-קייפּאַביליטי טעסץ, דער וויכטיקער אינדיקאַטאָר וואָס עוואַלוירט שנעל-אָפּלאָדונג קאַפּאַציטעט, די OS-LTP-קאַרבאָן (OS-LTP/C) קאָמפּאָזיט אַנאָדע האט געהאלטן אַ באַמערקונגסווערט 86% פון איר ערשט קאַפּאַציטעט אונטער די 10C אָפּלאָדונג ראטע, בשעת די קאַפּאַציטעט פון די ריינע LTP/C קאָמפּאָזיט אַנאָדע איז דראַסטיש געפֿאַלן.
דאס מאַטעריאַל גיט אויך אויסגעצייכנטע ציקל-סטאַביליטעט נאָך איבער 250 ציקלען. פול-צעל קאָנפיגוראַציעס ווייַזן ענלעך גרויסע ראַטע פאָרשטעלונג און ברייט קאַמפּאַטאַבילאַטי מיט הויך-וואָולטידזש קאַטאָודז.

א ברייטערער וועג צו זיכערערע באַטעריעס

"אונדזער מעטאָדע שאַפט אַ גאָר נייעם פּאַראַדיגם פֿאַר שנעל-אויפֿלאָדן באַטעריע פּלאַן, און עס קען ברייט אָנגעווענדט ווערן צו קייפל צוקונפֿטיקע ענערגיע-סטאָרידזש סיסטעמען, אַרייַנגערעכנט אַלע-האַרט-שטאַט באַטעריעס," האָט האַן באַטאָנט. "די פּלאַן סטראַטעגיע קען מאַכן עלעקטרישע וועהיקלעס מער פּראַקטיש דורך פֿאַרקירצן די אויפֿלאָדן צייט, פֿאַרבעסערן זיכערקייט און אָפֿערן שטיצע פֿאַר רינואַבאַל-ענערגיע מאַכט גרידס."
אין מסקנא, די נישט-סטאָיכיאָמעטרישע פּלאַן סטראַטעגיע אַדרעסירט איינע פון ​​די הויפּט שטערונגען מיט וואָס ריטשאַרדזשאַבאַל באַטעריעס שטייען אַנטקעגן און אָפפערט אַ פּראַמישינג צוגאַנג פֿאַר די קאמערציעל-גרייט אולטראַ-שנעל-אָפּלאָדנדיק ענערגיע-סטאָרידזש טעכנאָלאָגיע.