Bilyalı öğütme, daha verimli lityum iyon piller oluşturmak için kullanılır

Birmingham Üniversitesi’nden bilim adamları, bilyalı öğütmenin lityum iyon pillerin üretim sürecinde yüksek basınç etkileri sağladığını keşfettiler.

Birmingham Üniversitesi’nden Dr Laura Driscoll, Dr Elizabeth Driscoll ve Profesör Peter Slater liderliğindeki ekip, bilyalı frezelemenin sadece birkaç dakika içinde pil malzemeleri üzerinde yüksek stres etkilerine neden olabileceğini buldu.

aramak, ‘Stres altında: bilyalı frezeleme bataryası malzemelerindeki yapısal değişikliklere ilişkin temel bilgiler sağlamak“,” Faraday Vakfı tarafından finanse edilen CATMAT projesinin bir parçasıdır.

Lityum iyon pil üretiminde bilyalı taşlamanın kullanımı

Bilyalı frezelemenin, lityum iyon piller için yeni nesil malzemelerin yapımında kullanımında muazzam bir büyüme görüldü.

İşlem basittir ve toz bileşiğin, parçacıkları karıştırıp daha küçük hale getiren küçük küreklerle öğütülmesinden oluşur.

Bu, daha yüksek kapasiteli elektrot malzemeleri oluşturarak daha verimli lityum iyon pillere yol açar.

“Keşif neredeyse tesadüfiydi.”

Önceki araştırmalar, elektrot malzemelerinin sentezinin, öğütme işleminde üretilen yerel ısınmadan kaynaklandığını gösterdi.

Ancak araştırmacılar artık öğütücü bilyaların pil malzemesiyle çarpışmasının neden olduğu dinamik etkilerin bir stres etkisi yarattığını bulmuşlardır. Bu, değişikliklerin meydana gelmesinde büyük rol oynar.

Malzeme kimyası profesörü ve Birmingham Üniversitesi Birmingham Enerji Depolama Merkezi’nin eş yöneticisi Peter Slater, “Bu keşif neredeyse tesadüf eseri oldu” dedi. Pillerdeki redoksun araştırılması için lityum molibdatı bir model sistem olarak bilyeli öğüttük ve daha önce yalnızca yüksek basınç koşulları altında sentezlenen spesifik bir kristal yapı olan yüksek basınçlı spinel polimorfuna bir faz dönüşümü olduğunu gözlemledik.

“Yerel ısıtma bu değişimi tek başına açıklayamaz. Bu teoriyi test etmek için daha sonra diğer üç pil malzemesini bilyeli öğüttük ve bu öğütme deneylerinden elde ettiğimiz bulgular, yerel ısıtmanın bu değişikliklerin tek nedeni olamayacağı sonucunu güçlendirdi.”

Isı uygulamak, gelen bileşiklerin daha önce öğütülmüş hallerine dönmesine neden olabilir

Ekip, ısı uygulamasının bilyeli öğütmenin etkilerini tersine çevirdiğini buldu; bu da orijinal bileşimde basıncın önemli olduğunu gösterdi.

Örneğin, yüksek basınçlı spinel bileşiği Li2MoO4 daha önce yalnızca yüksek sıcaklıklı, yüksek basınçlı bir odada, Dünya atmosferinin basıncının 10.000 katından daha fazla basınç altında üretiliyordu.

Yeni keşfin ardından, aynı etki artık yalnızca birkaç dakikalık bilye taşlamayla da bulunabiliyor.

Bu keşif gelecek için daha büyük fırsatlar sunuyor

Ortak yazar Dr. Elizabeth Driscoll şunları söyledi: “Bu keşif, pil üreticileri için daha ucuz ve enerji açısından daha verimli süreçler geliştirmenin yanı sıra yeni malzemeler için yollar keşfetme fırsatı sunuyor. Örneğin, bilyalı öğütme yaptığımızda benzer sonuçlar bulduk. Daha iyi performans gösteren piller üretmenin anahtarı olabilecek düzensiz kaya tuzu fazları.

“Bilyalı öğütmenin pil malzemeleri üzerindeki etkisinin daha iyi anlaşılması, bu alandaki araştırmacılar için inanılmaz derecede heyecan verici, ancak aynı zamanda pil gelişiminin geleceği açısından da heyecan verici çünkü beş dakikalık bilyalı öğütme işleminde şu dönüşümleri başarabileceğimizi gösterebildik: normalde enerji yoğun ve özel ekipman gerektirir.” .

“Kirliliği azaltmak ve net sıfıra ulaşmak için giderek daha elektrikli bir geleceğe doğru ilerlerken, mümkün olan en verimli pilleri yaratabilmek için pil teknolojisine ilişkin bilgimizi ve anlayışımızı genişletmeye devam etmemiz önemlidir. yeni olasılıklar ve keşiflerle dolu bir dünyaya açılan kapı.” Hepimiz için daha yeşil bir gelecekte rol oynamanızı umuyoruz.