Jantung dari mobil listrik adalah motor listrik yang digerakkan oleh baterai atau sel bahan bakar. Seiring dengan meningkatnya permintaan kendaraan listrik, permintaan akan baterai berkualitas tinggi juga meningkat. Baterai lithium-ion adalah pilihan pertama untuk pengembangan teknologi baterai, dan bahan katodanya merupakan salah satu komponen kunci yang menentukan kinerja baterai. Lithium iron phosphate juga memiliki stabilitas termal yang superior, reversibilitas tinggi dan tegangan kerja yang dapat diterima (3.45Vvs.Li + / Li), dan memiliki keunggulan kompetitif yang signifikan sebagai bahan katoda. Artikel yang diterbitkan sebelumnya kebanyakan menggunakan metode solvothermal untuk menyiapkan nano-lithium iron phosphate, dan produk memiliki kinerja elektrokimia yang baik, tetapi metode tersebut memiliki hasil yang rendah dan biaya tinggi, dan tidak dapat mewujudkan produksi skala besar. Dibandingkan dengan metode solvothermal, biaya pembuatan litium besi fosfat dengan metode hidrotermal lebih rendah, tetapi performa elektrokimia produk tersebut buruk. Selain itu, terlepas dari sintesis solvotermal atau hidrotermal, karena keterbatasan reaksi (3LiOH + FeSO4 + H3PO4 = LiFePO4 + Li2SO4), pemanfaatan efektif sumber litium tidak melebihi sepertiga. Oleh karena itu, cara menggunakan metode hidrotermal untuk menyiapkan nano-litium besi fosfat dengan kinerja tinggi dan mendaur ulang sumber litium tidak hanya menjadi masalah teknis dalam mencapai preparasi hidrotermal nano-litium besi fosfat berskala besar, tetapi juga merupakan masalah ilmiah yang penting.
Baru-baru ini, tim peneliti Wang Xiaohui, seorang peneliti di Institute of Metal Research of the Chinese Academy of Sciences, dan Zhu Kongjun, seorang profesor di Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, bekerja sama dengan pemahaman yang mendalam tentang mekanisme pertumbuhan nukleasi LaMer, dan meningkatkan laju nukleasi dengan mengurangi waktu jendela nukleasi, menggunakan microwave hidrotermal Metode sintesis mempersiapkan nano-LiFePO4 di lingkungan sintesis air murni. Pada saat yang sama, LiOH yang paling berharga dalam filtrat diperoleh kembali dan digunakan kembali dengan menggunakan bahan pengendap Tingkat pemanfaatan efektif sumber litium melebihi 90%, yang sangat mengurangi biaya produksi. Nano-lithium iron phosphate yang dibuat dengan metode ini memiliki hasil tertinggi (1,3mol / L) sejauh ini, dan menunjukkan kinerja elektrokimia yang sangat baik. Kapasitas khusus pelepasan adalah 167mAhg-1 pada kecepatan 0,1C, dan diisi pada kecepatan 3C. Setelah 1000 siklus pelepasan, 88% dari kapasitas awal masih dapat dipertahankan, yang dapat memenuhi aplikasi praktis penyimpanan energi skala besar. Pekerjaan ini memimpin dalam mewujudkan sintesis ramah lingkungan dan efisien dari nano LiFePO4 berkinerja tinggi di lingkungan sintesis air murni, yang akan sangat mendorong produksi skala besar. Hasil yang relevan diterbitkan dalam majalah "Green Chemistry" (Green Chemistry, 2018, 20, 5215-5223) yang baru-baru ini diterbitkan.
Gambar 1 Mekanisme nukleasi dan pertumbuhan LaMer klasik dan hasil eksperimen. (A) Mekanisme LaMer Klasik, diagram skema perubahan konsentrasi monomer selama nukleasi dan pertumbuhan partikel dalam larutan. (B) Tiga fungsi kernel dengan distribusi Gaussian. Lebar fungsi nukleasi () sesuai dengan jendela waktu nukleasi. (C) Suhu in-situ vs. kurva waktu dalam dua mode pemanasan: pemanasan microwave dan pemanasan penangas minyak. (D) Statistik ukuran sepanjang atau arah LiFePO4 disiapkan oleh dua mode pemanasan berbeda. Ukuran pemanasan microwave adalah 63nm, sedangkan dalam kasus pemanas penangas minyak konvensional, ukurannya 105nm.
Gambar 2 Rute sintesis hidrotermal nanokristalin LiFePO4 dan diagram skema pemulihan litium. LiOH, FeSO4 dan H3PO4 digunakan sebagai bahan baku pembuatan nano-LiFePO4. Gunakan Ba (OH) 2 sebagai presipitan untuk bereaksi dengan filtrat, lalu lakukan pemisahan padat-cair untuk memperoleh LiOH. Ilustrasi adalah foto TEM dari LiFePO4.
Gambar 3 Perbandingan hasil per satuan volume LiFePO4 yang dibuat dengan metode sintesis hidrotermal / solvotermal. Ilustrasi adalah foto optik LiFePO4 yang disintesis dalam karya ini.
Gambar 4 Kurva kinerja elektrokimia dari O-LiFePO4 / C asli dan R-LiFePO4 / C yang dipulihkan. (A) Kurva pengisian dan pengosongan khas O-LiFePO4 / C dalam kisaran 0,1-10C dengan laju yang berbeda. (B) Nilai kinerja. (c) Stabilitas siklus panjang O-LiFePO4 / C dan R-LiFePO4 / C pada kecepatan 3C. Waktu pengisian atau pemakaian sesuai dengan 3C adalah 20 menit.
- Ratusan ribu mobil ini dijual seharga 30.000 mahal dalam satu cangkang, tetapi semua orang membeli yang mahal. Bagaimana dengan Anda?
- Jangan menghindari kecurigaan? Cannavaro ingin merekrut pemain internasional Italia untuk Evergrande! Dia bisa dengan sempurna menggantikan Gorad
- China menghabiskan uang untuk gurun buatan, Jepang ingin menukar beras dengan pasir, mengapa China dengan tegas menolak
- Sepatu apa yang terlihat bagus dengan celana lebar kaki sembilan titik? Musim panas ini, pasangan ini memakai definisi tinggi
- China Electricity Council: Analisis singkat informasi transaksi pasar listrik nasional pada kuartal ketiga 2018
- Titan lain dari Tim Sepak Bola Nasional mengumumkan kabar baik tentang pernikahan mereka! Istri Jiao terlihat luar biasa dan tak kehilangan Wen Xiaoting, cincin berlian pun mencuri sorotan