Proliferatie van elektrische voertuigen op basis van hoogwaardige, goedkope natriumionbatterijen: er wordt een anodemateriaal met grote capaciteit ontwikkeld voor natriumionbatterijen door gebruik te maken van goedkope olie op siliconenbasis. Dit proces, indien gecommercialiseerd, zal naar verwachting de productie aanzienlijk verminderen

Home > Media > Proliferatie van elektrische voertuigen op basis van hoogwaardige, goedkope natriumionbatterijen: er wordt een anodemateriaal met grote capaciteit ontwikkeld voor natriumionbatterijen door gebruik te maken van goedkope olie op siliconenbasis. Dit proces, indien gecommercialiseerd, zal naar verwachting de productie aanzienlijk verminderen

Grafisch abstract KREDIET
Korea Instituut voor Wetenschap en Technologie (KIST)

Abstract:
Verschillende autofabrikanten bereiden zich voor op de overstap van voertuigen met verbrandingsmotor (IC) naar elektrische voertuigen (EV's). Vanwege de hogere kosten zijn EV's echter niet zo gemakkelijk toegankelijk voor consumenten; daarom subsidiëren verschillende regeringen EV's om de verkoop te bevorderen. Om de kosten van EV's te laten concurreren met die van voertuigen met een IC-motor, moeten hun batterijen, die ongeveer 30% van hun kosten uitmaken, zuiniger zijn dan die van IC-gebaseerde voertuigen.

Proliferatie van elektrische voertuigen op basis van hoogwaardige, goedkope natrium-ionbatterijen: Er is een anodemateriaal met grote capaciteit ontwikkeld voor natrium-ionbatterijen met behulp van goedkope olie op siliconenbasis. Dit proces, indien gecommercialiseerd, zal naar verwachting de productie aanzienlijk verminderen

Sejong, Korea | Geplaatst op 18 juni 2021

Het Korea Institute of Science and Technology (KIST) heeft aangekondigd dat het team van Dr. Sang-Ok Kim bij het Center for Energy Storage Research een nieuw, hoogwaardig, economisch anodemateriaal heeft ontwikkeld voor gebruik in secundaire natriumionbatterijen. voordeliger dan lithium-ionbatterijen. Dit nieuwe materiaal kan 1.5 keer meer elektriciteit opslaan dan de grafietanode die wordt gebruikt in commerciële lithium-ionbatterijen en de prestaties nemen niet af, zelfs niet na 200 cycli bij zeer snelle laad-/ontlaadsnelheden van 10 A/g.

Natrium is meer dan 500 keer overvloediger in de aardkorst dan lithium; daarom hebben natrium-ionbatterijen veel aandacht getrokken als secundaire batterij van de volgende generatie, omdat deze 40% goedkoper is dan lithium-ionbatterijen. In vergelijking met lithiumionen zijn natriumionen echter groter en kunnen ze daarom niet zo stabiel worden opgeslagen in grafiet en silicium, die veel worden gebruikt als anoden in dergelijke batterijen. Daarom is de ontwikkeling van een nieuw anodemateriaal met hoge capaciteit noodzakelijk.

Het KIST-onderzoeksteam gebruikte molybdeendisulfide (MoS2), een metaalsulfide dat belangstelling heeft gewekt als kandidaat voor anodematerialen met grote capaciteit. MoS2 kan een grote hoeveelheid elektriciteit opslaan, maar kan niet worden gebruikt vanwege de hoge elektrische weerstand en structurele instabiliteit die optreden tijdens batterijgebruik. Het team van Dr. Sang-Ok Kim loste dit probleem echter op door een keramische nanocoatinglaag te creëren met behulp van siliconenolie, een goedkoop, milieuvriendelijk materiaal. Door het eenvoudige proces van het mengen van de MoS2 *precursor met siliconenolie en het thermisch behandelen van het mengsel, konden ze een stabiele heterostructuur met lage weerstand en verbeterde stabiliteit produceren.

*precursor: een materiaal in een stadium voordat het een specifiek materiaal wordt in een metabolisme of reactie.

**Heterostructuur: een structuur die ontstaat door twee of meer materialen te combineren

Bovendien gaf de evaluatie van de elektrochemische eigenschappen aan dat dit materiaal stabiel ten minste twee keer zoveel elektriciteit (~600 mAh/g) kon opslaan als het MoS2-materiaal zonder coating en deze capaciteit zelfs na 200 snelle laad-/ontlaadcycli kon behouden. Deze uitstekende prestatie werd bereikt door de vorming van de keramische nanocoatinglaag met een hoge elektrische opslagcapaciteit, die een hoge geleidbaarheid en stijfheid aan het MoS2-oppervlak geeft, wat resulteert in een lage elektrische weerstand van het materiaal en een hoge structurele stabiliteit.

Dr. Sang-Ok Kim verklaarde: “We konden met succes de hoge weerstand en structurele instabiliteitsproblemen van MoS2 oplossen door middel van de oppervlaktestabilisatietechnologie met nanocoating. Hierdoor konden we een natrium-ionbatterij ontwikkelen die een grote hoeveelheid elektriciteit stabiel kan opslaan. Onze methode maakt gebruik van kosteneffectieve, milieuvriendelijke materialen en kan, indien aangepast voor de grootschalige productie van anodematerialen, de productiekosten verlagen en daarmee de commercialisering van natrium-ionbatterijen voor energieopslagapparaten met grote capaciteit stimuleren.

###

Deze studie werd ondersteund door een institutioneel R&D-project van een KIST en het Outstanding New Researcher Support Project van de Korea Research Foundation, gefinancierd door het Ministerie van Wetenschap en ICT (MSIT). De resultaten van deze studie zijn gepubliceerd in het laatste nummer van het internationale tijdschrift in nanotechnologie 'ACS Nano' (IF: 14.588, top 5.260% in JCR).

####

Voor meer informatie, klik hier

Kontakte:
Doe-Hyun Kim
82-295-86344

Als u een opmerking heeft, alstublieft Neem contact op met ons op.

Uitgevers van nieuwsberichten, niet 7th Wave, Inc. of Nanotechnology Now, zijn zelf verantwoordelijk voor de juistheid van de inhoud.

Bladwijzer: