Scholar Hub/Chủ đề/#vật liệu điện cực âm/
Vật liệu điện cực âm là thành phần quan trọng của pin, ảnh hưởng đến hiệu suất, tuổi thọ và an toàn. Graphite, silicon, và titanat lithium là những vật liệu phổ biến, mỗi loại có ưu và nhược riêng. Nghiên cứu tập trung vào việc cải tiến các vật liệu này qua công nghệ nano, hợp kim, và composite để tăng độ bền và hiệu suất. Vật liệu nano và composite giữa silicon và graphite là xu hướng chính, hứa hẹn cải thiện đáng kể công nghệ pin, đáp ứng nhu cầu về năng lượng bền vững và chuyển dịch năng lượng toàn cầu.
Giới thiệu về Vật Liệu Điện Cực Âm
Vật liệu điện cực âm đóng vai trò quan trọng trong công nghệ pin, ảnh hưởng trực tiếp đến hiệu suất, tuổi thọ và an toàn của pin. Với sự phát triển không ngừng của công nghệ lưu trữ năng lượng, cải tiến vật liệu điện cực âm đang là một trong những mục tiêu nghiên cứu chính của các nhà khoa học.
Các Loại Vật Liệu Điện Cực Âm Thông Dụng
Có nhiều loại vật liệu được sử dụng làm điện cực âm, mỗi loại có các đặc điểm và ưu điểm khác nhau. Dưới đây là một số loại phổ biến:
Cacbon và Graphite
Một trong những vật liệu điện cực âm phổ biến nhất cho pin lithium-ion là graphite. Graphite có khả năng lưu trữ ion lithium giữa các lớp của nó trong chu trình sạc và xả, đồng thời có đặc tính dẫn điện và hóa học ổn định.
Silicon
Silicon được biết đến với khả năng lưu trữ gấp 10 lần so với graphite, nhưng gặp phải vấn đề về giãn nở thể tích lớn khi lithi hóa, dẫn đến sự phá vỡ cấu trúc. Nghiên cứu hiện tại đang tập trung vào việc phát triển các composite silicon hoặc cấu trúc vi mô để khắc phục vấn đề này.
Titanat Lithium (Li4Ti5O12)
Vật liệu titanat lithium được biết đến với độ an toàn cao, tuổi thọ dài và khả năng sạc nhanh. Tuy nhiên, nhược điểm của nó là mật độ năng lượng thấp hơn so với các vật liệu khác.
Xu Hướng Nghiên Cứu và Phát Triển
Nghiên cứu và phát triển trong lĩnh vực vật liệu điện cực âm đang tập trung ở một số hướng chính:
Vật Liệu Nano
Công nghệ nano đang mở ra những khả năng mới cho các vật liệu điện cực âm, với khả năng cải thiện độ dẫn điện, độ bền cơ học và khả năng tương tác bề mặt. Vật liệu nano có thể giúp giảm thiểu việc giãn nở và phá vỡ cấu trúc.
Hợp Kim và Hợp Chất Kim Loại
Hợp kim và các hợp chất kim loại khác như Sn, Sb, và Ge đang được nghiên cứu để tìm kiếm vật liệu có sức chứa cao và độ bền cơ học tốt.
Composites
Vật liệu composite tích hợp các ưu điểm của nhiều vật liệu khác nhau. Một số nghiên cứu đang tập trung vào composite giữa silicon và graphite để khai thác ưu điểm của từng loại.
Kết Luận
Với nhu cầu ngày càng cao về pin có hiệu suất cao và tuổi thọ dài, nghiên cứu cải tiến vật liệu điện cực âm có vai trò thiết yếu. Các hướng nghiên cứu mới như vật liệu nano, hợp kim và composite hứa hẹn sẽ đem lại những bước đột phá lớn trong tương lai. Đồng thời, sự phát triển của công nghệ pin sẽ tiếp tục đóng góp quan trọng cho việc phát triển bền vững và chuyển dịch năng lượng toàn cầu.
Preparation of silica/carbon composite from rice husk and its electrochemical propertives as anode material in Li-ion batteriesRice husk is a common agricultural waste and an abundant source in Viet Nam. In terms of composition, rice husk is a silica-rich material (SiO2) so it can be used to prepare negative electrode materials for rechargeable Li-ion batteries. Recent processes of synthesizing the silica materials for the rechargeable batteries are often complex, expensive, and energy-intensive. In this study, KOH was used to treat rice husk ash to obtain SiO2/C porous composite materials. X-ray diffraction results (XRD) showed that the diffraction peak between 22o and 23o (2q ) was characterized of SiO2 material, and the other peaks around 43-44o was featured of carbon material. Scanning electron microscope image (SEM) showed the porous structure with the pore size 3-5 mm.Besides, the amorphous structure with coverage layers was also confirmed through the Transmission Electron Microscope (TEM) images. Preliminary electrochemical results demonstratedthat Li-ion coin cell using the SiO2/C anode material exhibited a high capacity of 1200 mAh/g at a discharge current of 1.0 A/g and maintained 1000 mAh/g after 100 cycles. SiO2/C materials prepared from rice husks were highly promising for battery application thanks to their low cost, stable performance, environmental friendliness, and easy expansion for production scale.
#Vỏ trấu #pin sạc Li-ion #vật liệu điện cực âm #composite SiO2/C #xử lý bề mặt #phóng sạc
Tấm Chống Phản Chiếu Quang Học và Vật Liệu Biến Hình Xốp cho Các Thiết Bị Quang Điện Tử Dịch bởi AI Journal of Communications Technology and Electronics - Tập 67 - Trang 1271-1276 - 2022
Tóm tắt—Các cấu trúc nano chống phản chiếu nhiều lớp dựa trên SiO2/TiO2/SiO2 đã được phát triển cho kính bảo vệ của nhiều thiết bị quang điện tử khác nhau. Các đặc tính truyền và phản xạ quang học của vật liệu siêu vi dựa trên nanocomposite ma trận Ag@PMMA đã được nghiên cứu. Một loại điện cực nanomesh dẫn điện quang học trong suốt mới (điện cực dựa trên oxit nhôm anod xốp) với một lớp mỏng vàng đã được phát triển.
#chống phản chiếu #vật liệu biến hình #điện cực dẫn điện quang học #thiết bị quang điện tử
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG PEROVSKITE LaFeO3 LÀM VẬT LIỆU CHO ĐIỆN CỰC CẢM BIẾN XÁC ĐỊNH DOPAMINEIn this paper, the application of LaFeO3 to modify the glass carbon electrode (GCE) was studied in determining dopamine in blood. It can be seen that LaFeO3/GCE exhibits excellent electrocatalytic activity with diverse oxidation current increase compared with bare GCE. This sensor has a detection limit of 10 nM and two linear modes from 10 µM to 100 µM and 120 µM to 180 µM were inferred. Besides, ascorbic acid, uric acid and other confounding agents do not affect the electrode's effectiveness in determining dopamine
Synthesis of MnO/SiO2/C composite being used as anode material for Li-ion batteries by sol-gel methodIn this study, MnO/SiO2/C material was synthesized by sol-gel method used as anode electrode for Li-ion battery. X-ray diffraction results (XRD) showed that the diffraction peak position about 18o, 19,5o, 36o, 45o và 67,5o (2q ) characteristic of commercial SiO2. The peak about 22 - 23o and 43 - 44o were indicating amorphous carbon which was decomposed organic components in argon enviroment. The positions at 35o, 41o and 59o were characteristic of MnO. Two obvious peaks at 1363 and 1595 cm-1 are specified as the D-band and the G-band of carbon, respectively. Scanning electron microscopy image (SEM) and transmission electron microscope (TEM) image showed spherical particles, about 15 - 50 nm, covered evenly on the surface. Amorphous carbon and MnO were mixed together to form blocks with different diameters from 1 - 8 um. The Li-ion coin cell were using MnO/SiO2/C anode material exhibited a high capacity of 800 mAh/g at current density of 1.0 A/g and stabilized after 100 cycles with the coulumbic efficiency > 98%. The capacity tends to increase in first 10 cycles, suitable for full – cell Li-ion assembly.
#Silica #pin sạc Li-ion #vật liệu điện cực âm #composite MnO/SiO2/C
Định lượng potentiometric ion dysprosium(III) sử dụng zirconium(IV) antimonomolybdate làm vật liệu điện hoạt Dịch bởi AI Journal of Analytical Chemistry - Tập 65 Số 10 - Trang 1045-1051 - 2010
Các màng chứa các thành phần khác nhau của vật liệu điện hoạt và nhựa epoxy làm chất kết dính đã được chuẩn bị và cho thấy rằng màng có thành phần 60% ZrSbMo và 40% nhựa epoxy cho hiệu suất tốt nhất. Màng cho thấy phản ứng xuất sắc trong khoảng nồng độ từ 10−4 đến 10−1 M ion Dy(III) với độ dốc siêu Nernst là 44.0 mV/decade và thời gian phản ứng nhanh hơn 10 giây. Tác động của dung dịch nội bộ đã được nghiên cứu và điện cực đã được sử dụng thành công trong môi trường một phần không chứa nước. Cảm biến được đề xuất cho thấy tính chọn lọc tốt đối với các ion kim loại kiềm, kiềm thổ, một số ion kim loại chuyển tiếp và hiếm. Nó có thể được sử dụng trong phạm vi pH từ 2.10 đến 9.80. Cảm biến được sử dụng làm điện cực chỉ thị trong quá trình chuẩn độ potentiometric ion Dy(III) với EDTA.
#ion dysprosium(III) #vật liệu điện hoạt #nhựa epoxy #màng điện cực #titrimetric
ẢNH HƯỞNG CỦA THỜI GIAN NGHIỀN LÊN QUÁ TRÌNH PHÓNG NẠP VÀ DUNG LƯỢNG CỦA ĐIỆN CỰC ÂM SỬ DỤNG HỢP KIM LaNi5Trong bài báo này chúng tôi trình bày nghiên cứu ảnh hưởng của thời gian nghiền lên cấu trúc, kích thước hạt vật liệu và dung lượng của hợp kim LaNi5 được sử dụng làm điện cực âm trong pin nạp lại Ni-NH. Hợp kim LaNi5 được chế tạo bằng phương pháp nóng chảy hồ quang trong môi trường khí Argon. Vật liệu sau khi chế tạo được nghiền với các thời gian khác nhau 5 giờ, 10 giờ, 15 giờ và 20 giờ trong môi trường cồn. Kết quả đo phóng nạp trên thiết bị Bi-Potentiostat 336 A cho thấy, với thời gian nghiền tăng quá trình phóng nạp ổn định và dung lượng của pin tăng đáng kể. Vật liệu sau khi nghiền 20 giờ (kích thước khoảng 50 nm) có dung lượng đạt tới 220 mAh/g tăng hơn 2,5 lần so với dung lượng của vật liệu ở dạng thô (50 μm) đo được khoảng 90 mAh/g. Như vậy có thể thấy, giảm kích thước vật liệu là một trong những phương pháp hiệu quả nhằm nâng cao chất lượng pin nạp lại Ni-MH.
#Vật liệu hấp thụ Hiđrô #pin nạp lại Ni-MH #hợp kim LaNi5 #tính chất điện hóa
