Teknologi prototipe menyusut AI untuk menghadirkan fungsionalitas seperti otak dalam satu perangkat yang kuat - ScienceDaily
Teknologi

Meningkatkan kinerja baterai lithium-ion, masa pakai sel dengan katoda berlapis graphene nikel, kobalt, nanopartikel aluminium – ScienceDaily


Baterai lithium-ion (LIB) yang berfungsi sebagai sumber daya berkinerja tinggi untuk aplikasi terbarukan, seperti kendaraan listrik dan elektronik konsumen, memerlukan elektroda yang memberikan kepadatan energi tinggi tanpa mengorbankan masa pakai sel.

Dalam Journal of Vacuum Science and Technology A, oleh AIP Publishing, para peneliti menyelidiki asal-usul degradasi bahan katoda LIB dengan kepadatan energi tinggi dan mengembangkan strategi untuk mengurangi mekanisme degradasi tersebut dan meningkatkan kinerja LIB.

Penelitian mereka dapat bermanfaat untuk banyak aplikasi yang muncul, terutama kendaraan listrik dan penyimpanan energi tingkat jaringan untuk sumber energi terbarukan, seperti angin dan matahari.

“Sebagian besar mekanisme degradasi di LIB terjadi pada permukaan elektroda yang bersentuhan dengan elektrolit,” kata penulis Mark Hersam. “Kami berusaha untuk memahami kimia pada permukaan ini dan kemudian mengembangkan strategi untuk meminimalkan degradasi.”

Para peneliti menggunakan karakterisasi kimia permukaan sebagai strategi untuk mengidentifikasi dan meminimalkan sisa hidroksida dan pengotor karbonat dari sintesis nanopartikel NCA (nikel, kobalt, aluminium). Mereka menyadari bahwa permukaan katoda LIB pertama-tama perlu disiapkan dengan anil yang sesuai, suatu proses dimana nanopartikel katoda dipanaskan untuk menghilangkan kotoran permukaan, dan kemudian dikunci ke dalam struktur yang diinginkan dengan lapisan graphene yang tipis secara atomik.

Nanopartikel NCA berlapis graphene, yang diformulasikan ke dalam katoda LIB, menunjukkan sifat elektrokimia superlatif, termasuk impedansi rendah, kinerja tingkat tinggi, energi volumetrik tinggi dan kepadatan daya, dan masa pakai siklus yang lama. Lapisan graphene juga bertindak sebagai penghalang antara permukaan elektroda dan elektrolit, yang selanjutnya meningkatkan umur sel.

Sementara para peneliti mengira lapisan graphene saja akan cukup untuk meningkatkan kinerja, hasil mereka mengungkapkan pentingnya pra-anil bahan katoda untuk mengoptimalkan kimia permukaan mereka sebelum lapisan graphene diterapkan.

Sementara pekerjaan ini difokuskan pada katoda LIB kaya nikel, metodologi dapat digeneralisasikan ke elektroda penyimpanan energi lainnya, seperti baterai natrium-ion atau magnesium-ion, yang menggabungkan bahan berstruktur nano yang memiliki luas permukaan tinggi. Akibatnya, pekerjaan ini menetapkan jalur yang jelas ke depan untuk realisasi perangkat penyimpanan energi berbasis nanopartikel berkinerja tinggi.

“Pendekatan kami juga dapat diterapkan untuk meningkatkan kinerja anoda di LIB dan teknologi penyimpanan energi terkait,” kata Hersam. “Pada akhirnya, Anda perlu mengoptimalkan anoda dan katoda untuk mencapai performa baterai terbaik.”

Sumber Cerita:

Materi disediakan oleh Institut Fisika Amerika. Catatan: Konten dapat diedit gaya dan panjangnya.

Dipersembahkan Oleh : Lapak Judi

Baca Juga : Data Sidney