세계 인구가 증가하고 품질 생활이 증가함에 따라 에너지는 일상 생활의 중요한 부분이되었습니다. 현재 에너지 소비의 필요성은 그 세대와 일치하지 않습니다. 따라서 에너지 저장은 전 세계적으로 큰 도전 중 하나가되었습니다. 최근 몇 년 동안 리튬 이온 배터리는 휴대 전화, 드론, 전기 자동차, 랩톱 및 스마트 그리드와 같은 전자 장치에서 사용되도록 개발되었습니다. 리튬 이온 배터리는 전기 화학 반응을 통해 에너지를 제공하고 제공합니다.
저전력, 느린 충전, 비싸고 짧은 수명 및 가혹한 근무 조건에서는 부적합한 많은 단점이있었습니다. 이를 극복하기 위해 연구원들은 더 나은 전극 재료를 개발하는 데 상당한 노력을 기울였습니다. 가장보고 된 것 중 하나는 바나듐 펜 독 사이드입니다.
이 재료는 삽입 된 리튬 이온에 삽입 된 공간을 제공하는 독특한 층상 결정 구조를 가지고 있으며, 이는 리튬 이온 배터리의 성능을 향상시키는 데 중요한 요소입니다. 최근 작업 중 하나에서 Texas A &M University의 도달 지역 팀은 전극 재료로 사용되는 바나듐 펜 독드의 구조와 성능을 분석했습니다.
그들은 재료를 전극에 적합하게 만드는 몇 가지 주요 특성을 발견했습니다. 전극으로서, 바나듐 퍼 옥사이드는 3 개의 리튬 이온 삽입 모드를 갖는다. 첫 번째는 2.5-4 V의 좁은 잠재적 창 내에 삽입 된 리튬 이온입니다. 두 번째는 2-4V의 중간 창 내에 삽입 된 두 개의 리튬 이온입니다. 세 번째는 1.5-4 V 인 경우 넓은 창 내에 3 개의 삽입 된 리튬 이온입니다. 우리는 배터리의 전기 화학적 성능이 리튬 이온이 삽입 된 방식에 의해 지배된다는 것을 알고 있습니다. 새 배터리가 좋은지 어떻게 알 수 있습니까? 성능을 측정하기 위해 "통치자"로 사용할 수있는 몇 가지 요소가 있음이 밝혀졌습니다.
그중 하나는 고용량 대역이라고합니다. 이 용어는 v 2 의 특정 용량의 최대 능력에 대한 새로운 개념을 나타냅니다. o 5 전극. 충전 방전주기를 통해 적용된 전류 밀도에 대한 계류 중에는 일련의 출력 용량에 도달 할 수 있습니다. 각 삽입 모드에 대한 최고 용량 대역의 값 (v 2 o 5 전극)은 최적의 성능에 도달합니다. 이것은 고용량 대역에 위치한 특정 용량 값의 최고 피크로 설명 할 수 있습니다. 그에서 우리는 특정 기능의 최대 가치를 추구합니다.
이 발견을 바탕으로 전극을 설계하는 가장 좋은 방법을 찾을 수 있습니다. 예를 들어, 힌트는 계층 구조를 사용하여 에너지 전력을 증가시키는 것입니다. 에너지 밀도를 높이기 위해 탄소 재료 또는 이온을 첨가; 그리고 다공성 전류 수집기를 사용하여 용량을 증가시킵니다.
세부 사항은 논문에서 찾을 수 있습니다 :Yuan Yue and Hong Liang, Micro- 및 Nano 구조 바나듐 펜 옥사이드 (v 2 o 5 ) Lithium-ion 배터리의 전극, Journal Advanced Energy Materials 에 출판되었습니다. .
