Nový týden a nová baterie. Nyní elektrody vyrobené z nanočástic oxidů manganu a titanu místo kobaltu a niklu

Vědci z University of Yokohama (Japonsko) publikovali výzkumnou práci o buňkách, ve kterých byly kobalt (Co) a nikl (Ni) nahrazeny oxidy titanu (Ti) a manganu (Mn), mletými na úroveň, kdy velikosti částic jsou ve stovkách. nanometrů. Články by měly být levnější na výrobu a měly by mít kapacitu srovnatelnou nebo lepší než moderní lithium-iontové články.

Absence kobaltu a niklu v lithium-iontových bateriích znamená nižší náklady.

obsah

• Absence kobaltu a niklu v lithium-iontových bateriích znamená nižší náklady.
  • Čeho se v Japonsku podařilo dosáhnout?

Typické lithium-iontové články se vyrábějí pomocí několika různých technologií a různých sad prvků a chemických sloučenin používaných v katodě. Nejdůležitější typy jsou:

• NCM nebo NMC - tzn. na bázi nikl-kobalt-manganové katody; používá je většina výrobců elektrických vozidel,
• NKA - tzn. na bázi nikl-kobalt-hliníkové katody; Tesla je používá
• LFP - na bázi fosforečnanů železa; Používá je BYD, některé další čínské značky je používají v autobusech,
• LCO - na bázi oxidů kobaltu; neznáme výrobce automobilů, který by je používal, ale objevují se v elektronice,
• LMO - tzn. na bázi oxidů manganu.

Oddělení je zjednodušeno přítomností odkazů, které spojují technologie (například NCMA). Navíc katoda není všechno, nechybí ani elektrolyt a anoda.

> Samsung SDI s lithium-iontovou baterií: dnes grafitové, brzy křemíkové, brzy lithiové kovové články a dojezd 360–420 km v BMW i3

Hlavním cílem většiny výzkumů lithium-iontových článků je zvýšení jejich kapacity (hustoty energie), provozní bezpečnosti a rychlosti nabíjení při současném prodloužení jejich životnosti. a zároveň snížit náklady... Hlavní úspora nákladů pochází z odstranění kobaltu a niklu, dvou nejdražších prvků, z článků. Kobalt je zvláště problematický, protože se těží především v Africe, často s využitím dětí.

Nejpokročilejší výrobci jsou dnes v jednociferných číslech (Tesla: 3 procenta) nebo méně než 10 procent.

Čeho se v Japonsku podařilo dosáhnout?

Tvrdí to vědci z Jokohamy podařilo se jim zcela nahradit kobalt a nikl titanem a manganem. Aby se zvýšila kapacita elektrod, uzemnily některé oxidy (pravděpodobně mangan a titan), takže jejich částice měly velikost několika set nanometrů. Broušení je běžně používaná metoda, protože vzhledem k objemu materiálu maximalizuje povrch materiálu.

Navíc, čím větší je povrch, čím více zákoutí a trhlin ve struktuře, tím větší je kapacita elektrody.

Vydání ukazuje, že vědcům se podařilo vytvořit prototyp buněk se slibnými vlastnostmi a nyní hledají partnery ve výrobních společnostech. Dalším krokem bude masivní test jejich výdrže a následně pokus o sériovou výrobu. Pokud jsou jejich parametry slibné, dostanou se k elektromobilům nejdříve v roce 2025..

Toto by vás mohlo zajímat: