Yn ddiweddar, mae ymchwilwyr ym Mhrifysgol Tokyo wedi gwneud cynnydd mawr yn eu harbrofion trwy ddatblygu math newydd o fatri lithiwm-ion yn llwyddiannus sy'n cynnwys y gallu i godi tâl sefydlog a gollwng am tua 1,000 o gylchoedd heb ddefnyddio cobalt. . Cyhoeddwyd y canlyniad hwn yn rhifyn newydd y cyfnodolyn Nature - Sustainable Development.
Mae Cobalt yn fetel prin gyda thag pris uchel ac ansicrwydd megis llygredd amgylcheddol. O ganlyniad, mae ymchwilwyr wedi bod yn chwilio am ffyrdd o leihau neu ddileu'r galw am cobalt mewn batris lithiwm-ion ers tro. Ar hyn o bryd, un o'r deunyddiau catod mwy addawol yw manganad nicel lithiwm, sy'n cael ei nodweddu gan foltedd allbwn uchel, cost isel a chyfeillgarwch amgylcheddol.
Er mwyn goresgyn diffygion technolegau presennol, mae tîm ymchwil ym Mhrifysgol Tokyo wedi datblygu electrolyt newydd. Gall yr electrolyte hwn gadw potensial adwaith electrodau positif a negyddol batris lithiwm manganad nicel o fewn ystod nad yw'n fwy na therfyn uchaf ffenestr potensial yr electrolyte. Ar yr un pryd, gall hefyd ffurfio ffilm amddiffynnol gref rhag halwynau lithiwm ar wyneb yr electrod negyddol, gan oresgyn problemau megis tynnu'r ffilm amddiffynnol o'r wyneb electrod a chracio'r electrod negyddol a achosir gan y newidiadau cyfaint mawr yn yr electrod negyddol silicon ocsid sy'n cyd-fynd â chodi tâl a gollwng.
Llwyddodd dyluniad newydd y tîm hefyd i atal adweithiau ochr a achosir gan yr electrolyte a'r electrodau yn llwyddiannus, gan alluogi'r batri lithiwm-ion di-cobalt i gyflawni dwysedd ynni 1.6 gwaith yn fwy na'r gwreiddiol. Mewn arbrofion, llwyddodd y batri hwn i gyflawni gweithrediad sefydlog ar lefel ymarferol, hy, codi tâl sefydlog a gollwng am tua 1,{5}} cylchredau, a chyflawni cymhareb capasiti o 80% o'i gymharu â'r capasiti cychwynnol. Mae'r cyflawniad hwn yn ddatblygiad allweddol i ymchwilwyr ym Mhrifysgol Tokyo sydd wedi llwyddo i ddatblygu batris lithiwm-ion â dwysedd ynni uchel a chyflawni gwefru a gollwng sefydlog heb ddefnyddio cobalt.
Mae'r datrysiad newydd hwn nid yn unig yn dileu cyfyngiad foltedd gweithredu batris lithiwm-ion, ond hefyd yn ehangu cyfeiriad datblygiad batri yn y dyfodol. Disgwylir i'r datblygiad pwysig hwn hyrwyddo datblygiad cerbydau trydan, cynhyrchion electronig a meysydd eraill, lleihau dibyniaeth ar adnoddau prin, a lleihau llygredd amgylcheddol. Yn y dyfodol, edrychwn ymlaen at fasnacheiddio cynnar y math newydd hwn o batri lithiwm-ion.
[Ffynhonnell - rhwydwaith anfferrus Changjiang].
