Tha adhartas luath charbadan dealain agus innealan dealanach àrd-chumhachd air cur ri iarrtas a tha a’ sìor fhàs airson bataraidhean lithium-ion a tha a’ cosg gu math luath. A dh’aindeoin sin, tha bataraidhean ath-thagraidh lithium-ion an latha an-diugh a’ fulang le crìonadh cumhachd mòr rè phròiseasan cosgais luath agus dh’ fhaodadh iad eadhon leantainn gu fàilligidhean tubaisteach, a tha ag adhbhrachadh chunnartan sàbhailteachd. Tha seo a’ tighinn sa mhòr-chuid bho neo-sheasmhachd electroceimiceach aig an eadar-aghaidh anod-electrolyte, ag adhbhrachadh tasgadh meatailteach-lithium cronail air uachdar a’ bhataraidh agus droch sheasmhachd teirmeach.
Anns na bliadhnachan mu dheireadh, tha stuthan anod àrd-bholtaids air a bhith nan roghainnean gealltanach eile airson casg a chuir air cus tasgadh lithium agus cruthachadh sreathan eadar-aghaidh electrolyte cruaidh (SEI) neo-sheasmhach. A dh’ aindeoin nan neartan sin, tha stuthan ùr-nodha fhathast air an cuingealachadh le giùlan ianach agus seasmhachd teirmeach mì-riarachail, a tha a’ lagachadh toradh cumhachd agus earbsachd fad-ùine.
A rèir aithisgean sna meadhanan cèin, gus na duilgheadasan seo fhuasgladh, tha sgioba rannsachaidh air a stiùireadh leis an Àrd-ollamh Co-cheangailte Dongwook Han aig Oilthigh Nàiseanta Saidheans is Teicneòlais Seoul air stuth anod lithium titanium phosphate far-stoichiometric (OS) a leasachadh le structar de sheòrsa NASICON. Tha an stuth seo ainmeil airson seasmhachd structarail is teirmeach air leth. Faodaidh an dealbhadh cruth-atharrachadh ìre gun spionnadh adhbhrachadh fo uachdar mìrean stuth gnìomhach gus briseadh tro chuingealachaidhean cineatach agus coileanadh seasmhach cosgais luath a choileanadh.
Chaidh toraidhean rannsachaidh buntainneach fhoillseachadh san iris Advanced Functional Materials.
Mòdachadh Uachdar airson Còmhdhail Ion Luathaichte
Tha structar de sheòrsa giùlanadair sodium super-ionic (NASICON) aig litiam-titanium phosphate (LTP), a tha a’ bòstadh seasmhachd structarail is teirmeach air leth a bharrachd air seanalan sgaoilidh luath lithium-ion. Gus a làn chomas a chleachdadh, ghabh luchd-rannsachaidh ro-innleachd dealbhaidh far-stoichiometric agus mheudaich iad an co-mheas de fosfar (P) gu titanium (Ti) gu saor-thoileach. Bidh an co-dhèanamh seo aig a bheil gainnead titanium a’ gineadh raointean titanium phosphate (TPO) faisg air uachdar mìrean LTP.
Bidh na roinnean beairteach ann an TPO seo ag obair mar shianalan cineatach àrd-èifeachdais, a’ lughdachadh a’ bhacaidh lùtha airson còmhdhail lithium-ion thairis air an eadar-aghaidh anod-electrolyte agus a’ togail slighean gluasaid luath ian faisg air uachdar mìrean. A bharrachd air an sin, tha bannan P-O-P gu math sùbailte taobh a-staigh frèam TPO a’ toirt seachad sùbailteachd structarail gus atharrachadh a rèir atharrachadh meud rè chuairtean cosgais luath agus a’ dìon an structar seòrsa NASICON an aghaidh milleadh nach gabh a thilleadh air ais.
Coileanadh làidir fo chumhachan cosgais luath
Mar sin, ann an deuchainnean comas-reata, an comharra deatamach a bhios a’ measadh comas cosgais luath, ghlèidh an anod co-dhèanta OS-LTP-carbon (OS-LTP/C) 86% iongantach den chomas tùsail aige fon ìre cosgais 10C, agus thuit comas an anod co-dhèanta LTP/C gun smal gu mòr.
Bidh an stuth seo cuideachd a’ lìbhrigeadh seasmhachd rothaireachd sàr-mhath às dèidh còrr is 250 cearcall. Tha rèiteachaidhean làn-chealla a’ sealltainn coileanadh ìre a cheart cho math agus co-chòrdalachd farsaing le catodan àrd-bholtaids.
Slighe nas fharsainge a dh’ionnsaigh bataraidhean nas sàbhailte
“Tha an dòigh-obrach againn a’ cruthachadh paradigm ùr-nodha airson dealbhadh bataraidhean luath-luchdachadh, agus faodar a chur an sàs gu farsaing ann an iomadh siostam stòraidh lùtha san àm ri teachd, a’ gabhail a-steach bataraidhean cruaidh-staid uile,” thuirt Han. “Faodaidh an ro-innleachd dealbhaidh seo carbadan dealain a dhèanamh nas practaigeach le bhith a’ giorrachadh ùine cosgais, a’ leasachadh sàbhailteachd agus a’ tabhann taic do lìonraidhean cumhachd lùth ath-nuadhachail.”
Mar cho-dhùnadh, tha an ro-innleachd dealbhaidh far-stoichiometric seo a’ dèiligeadh ri aon de na prìomh chnapan-starra a tha mu choinneimh bataraidhean ath-thagraidh agus a’ tabhann dòigh-obrach ghealltanach airson teicneòlas stòraidh lùtha cosgais ultra-luath deiseil airson malairteach.
Àm puist: 7 Lùnastal 2026