Neue Woche, neue Batterie. Jetzt Elektroden aus Nanopartikeln aus Mangan- und Titanoxiden statt Kobalt und Nickel
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Wissenschaftler der Universität Yokohama (Japan) veröffentlichten eine Forschungsarbeit über Zellen, in denen Kobalt (Co) und Nickel (Ni) durch Oxide von Titan (Ti) und Mangan (Mn) ersetzt und auf ein Niveau zerkleinert wurden, bei dem die Partikelgröße erreicht wurde wird in Hunderten gemessen. Nanometer. Die Zellen sollen günstiger in der Herstellung sein und eine vergleichbare oder sogar bessere Kapazität als heutige Lithium-Ionen-Zellen haben.
Der Verzicht auf Kobalt und Nickel in Lithium-Ionen-Batterien bedeutet geringere Kosten.
Inhaltsverzeichnis
- Der Verzicht auf Kobalt und Nickel in Lithium-Ionen-Batterien bedeutet geringere Kosten.
- Was wurde in Japan erreicht?
Typische Lithium-Ionen-Zellen werden mit verschiedenen Technologien und unterschiedlichen Zellsätzen und chemischen Verbindungen hergestellt, die in der Kathode verwendet werden. Die wichtigsten Arten sind:
- NCM oder NMC - d.h. basierend auf Nickel-Kobalt-Mangan-Kathode; sie werden von den meisten Herstellern von Elektrofahrzeugen verwendet,
- NKA - d.h. basierend auf Nickel-Kobalt-Aluminium-Kathode; Tesla verwendet sie
- LFP - basierend auf Eisenphosphaten; BYD verwendet sie, einige andere chinesische Marken verwenden sie in Bussen,
- LCO - basierend auf Kobaltoxiden; Wir kennen keinen Autohersteller, der sie verwenden würde, aber sie kommen in der Elektronik vor,
- LMOs - d.h. auf Basis von Manganoxiden.
Die Trennung wird durch das Vorhandensein von Links vereinfacht, die Technologien verbinden (z. B. NCMA). Außerdem ist die Kathode nicht alles, es gibt auch einen Elektrolyten und eine Anode.
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Das Hauptziel der meisten Forschungen an Lithium-Ionen-Zellen ist die Erhöhung ihrer Kapazität (Energiedichte), Betriebssicherheit und Ladegeschwindigkeit bei gleichzeitiger Verlängerung ihrer Lebensdauer. und gleichzeitig die Kosten senken. Die größten Kosteneinsparungen ergeben sich durch den Verzicht auf Kobalt und Nickel, die beiden teuersten Elemente, aus den Zellen. Kobalt ist besonders problematisch, da es hauptsächlich in Afrika abgebaut wird, oft unter Einsatz von Kindern.
Die fortschrittlichsten Hersteller haben sich heute im einstelligen Bereich (Tesla: 3 Prozent) oder weniger als 10 Prozent bewegt.
Was wurde in Japan erreicht?
Das behaupten Yokohama-Forscher Es gelang ihnen, Kobalt und Nickel vollständig durch Titan und Mangan zu ersetzen. Um die Kapazität der Elektroden zu erhöhen, mahlten sie einige Oxide (wahrscheinlich Mangan und Titan), sodass ihre Partikel mehrere hundert Nanometer groß waren. Das Schleifen ist eine häufig verwendete Methode, da es angesichts des Volumens des Materials die Oberfläche des Materials maximiert.
Darüber hinaus gilt: Je größer die Oberfläche, je mehr Ecken und Winkel im Design vorhanden sind, desto größer ist die Kapazität der Elektrode.
Die Mitteilung zeigt, dass es den Wissenschaftlern gelungen ist, eine Prototypzelle mit vielversprechenden Eigenschaften zu entwickeln, und dass sie nun nach Partnern in produzierenden Unternehmen suchen. Der nächste Schritt wird ein Massentest ihrer Ausdauer sein, gefolgt von einem Versuch der Massenproduktion. Wenn ihre Parameter vielversprechend sind, Sie werden frühestens 2025 bei Elektrofahrzeugen ankommen..
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