Contenido del ánodo híbrido Avance tecnología de batería de iones de litio

La batería de iones de litio es la principal tecnología de almacenamiento de energía que hace todo, desde electrónica portátil hasta vehículos eléctricos y sistemas de energía renovable. Sin embargo, la alta densidad de energía, la carga rápida y la demanda de vida útil a largo plazo requieren innovación continua.

Los investigadores dirigidos por el profesor J-Min Oh en la Universidad de Dongguk, están resolviendo estos desafíos mediante materiales de ingeniería en Nanoskel, en colaboración con el Seown-Min Peck de la Universidad Nacional de Kungpuk. Su trabajo fue publicado en Revista de ingeniería química El 15 de enero de 2025, se centra en un nuevo material híbrido diseñado para maximizar los componentes de sus componentes.

Este innovador compuesto es un heteroestructur jerárquico que combina bajo óxido de grafeno (RGO) con hidróxidos dobles de bajo costo (NIFE-LDH). Esta general única aprovecha las propiedades de sus componentes: RGO proporciona una red conductora para el transporte de electrones, y los componentes del óxido de níquel permiten el almacenamiento de carga rápida a través de un mecanismo pseudocapacitivo. La clave de este diseño innovador es la abundancia de límites de grano, que facilita el almacenamiento de carga eficiente.

Para lograr lo final en general, los investigadores emplean una tecnología de autogobierno de capa de capa utilizando plantillas de cuentas de poliistinina (PS). Primero, las perlas de PS se cubrieron con el antebrazo GO y NIF-LDH. Luego se eliminó la plantilla, dejando atrás la arquitectura de una región hueca.

Posteriormente, un tratamiento térmico controlado inspiró un cambio de fase en NIFE-LDH, causando óxido de níquel-aire de nanocisto (NIFE₂O₄) y óxido de níquel no accruino (A-NIO), así como RGO reduciendo. Esta síntesis dio como resultado un bien conocido compuesto híbrido integrado (RGO/NIFE₂O₄/A-NIO), con una mayor conductividad que hace un material de ánodo eficiente para las baterías de iones de litio con mayor conductividad. Esta estructura hueca evita el contacto directo entre A-NIO/Nife₂o₄ nanops y electrolito, mejora la estabilidad.

Las técnicas de caracterización avanzada, como la difracción de rayos X y la microscopía electrónica de transmisión, se usaron para confirmar la formación de la general. Las pruebas electroquímicas revelaron el rendimiento extraordinario del material como un ánodo de batería de iones de litio.

El ánodo demostró la alta capacidad específica de 1687.6 mA Hg^-1 A la densidad actual de 100 mA g^-1 Después de 580 ciclos, cruzando materiales tradicionales y destacando su excelente estabilidad del ciclismo. Además, el material demostró un buen rendimiento de tasa, que mantiene una alta capacidad, incluso a mayores tasas de carga/descarga.

El profesor Seown-Min Pack enfatizó la naturaleza asociada de la investigación: "Este éxito fue posible a través de una estrecha cooperación entre los expertos en diversos materiales. Con una combinación de nuestra fuerza, pudimos diseñar y adaptar este sistema híbrido de manera más efectiva".

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El profesor J-Min OH dijo: "Suponemos que, en el futuro cercano, los materiales de almacenamiento de energía solo irán más allá de mejorar los componentes individuales. En cambio, incluirán muchos materiales que se coordinan, lo que resulta en equipos de almacenamiento de energía más eficientes y confiables. Esta investigación proporciona energía pequeña, más ligera y más eficiente para los dispositivos electrónicos de próxima generación".

Este crecimiento mejora enormemente la batería (vida larga, carga aguda, luz) dentro de los 5-10 años, beneficiando a los usuarios de dispositivos y las iniciativas de energía permanente.

Otorgado por la Universidad de Dongguk