Koreanische Wissenschaftler entwickeln neue Nanomaterialien, um die Energiespeicherkapazität und Ladegeschwindigkeit von Lithium-Ionen-Batterien zu verbessern

Nachrichten vom 26. Juni: Professor Kim Won-bae und sein Forschungsteam an der Pohang University of Science and Technology (POSTECH) in Südkorea haben kürzlich einen wichtigen Durchbruch erzielt. Sie verwendeten Manganferrit-Nanoblätter (Mn3-xFexO4) als Anoden für Lithium-Ionen Batterien haben durch die Regulierung des Elektronenspins die Energiespeicherkapazität und Ladegeschwindigkeit von Batterien erfolgreich verbessert. Dieses Forschungsergebnis wurde in der Zeitschrift „Advanced Functional Materials“ veröffentlicht und als Titelartikel ausgewählt.

Nach dem Verständnis des Herausgebers ist die aktuelle Ladezeit von Elektrofahrzeugen auch mit der Schnelllademethode immer noch lang und beträgt in der Regel mindestens 30 Minuten. Die Forschung von Professor Jin Yuanpei und seinem Team bringt neue Hoffnung für die Ladezeit von Elektrofahrzeugen.

Die Effizienz von Lithium-Ionen-Batterien hängt hauptsächlich von der Fähigkeit des Anodenmaterials ab, Lithium-Ionen zu speichern. Das von Professor Jin Yuanpei geleitete Team entwickelte ein neues Anodenmaterial und synthetisierte erfolgreich Manganferrit-Nanoblätter mit großer Oberfläche durch eine Selbstmischungsmethode. Dieses neue Material durchbricht theoretische Grenzen und kann mehr Lithiumionen speichern.

Im Rahmen der Forschung entwickelte das Team eine neue Methode zur Herstellung von Manganferrit-Nanoblättern, einem Material mit ausgezeichneter Lithiumionen-Energiespeicherkapazität und gutem Ferromagnetismus. Sie bildeten eine Heterostrukturverbindung, indem sie eine Verdrängungsreaktion in einer Lösung aus Manganoxid und Eisen durchführten, und verwendeten dann eine hydrothermale Methode, um nanoskalige Manganferrit-Nanoblätter herzustellen. Diese Methode nutzt die hohe Spinpolarisation von Elektronen und verbessert die Speicherkapazität von Lithiumionen erheblich.

Diese Innovation ermöglichte es dem Team, die theoretische Kapazität des Manganferrit-Anodenmaterials erfolgreich zu durchbrechen und die Oberfläche des Anodenmaterials zu vergrößern, wodurch die Ladegeschwindigkeit der Batterie erhöht wurde. Experimentelle Ergebnisse zeigen, dass das vollständige Aufladen einer Batterie mit einer Kapazität, die der von derzeit auf dem Markt befindlichen Elektrofahrzeugen entspricht, nur 6 Minuten dauert.

Professor Jin Yuanpei sagte, dass diese Forschung den komplexen Prozess der Vorbereitung von Anodenmaterialien vereinfacht und erhebliche Fortschritte bei der Erhöhung der Batteriekapazität und der Beschleunigung des Ladevorgangs erzielt hat. Er ist optimistisch hinsichtlich der kommerziellen Aussichten der Technologie und glaubt, dass sie die Batterielebensdauer von Elektrofahrzeugen verbessern und die Ladezeiten verkürzen kann.

Diese Forschung wurde von der National Research Foundation of Korea und dem Ministerium für Wissenschaft, Technologie und Kommunikation unterstützt, einschließlich des Mid-Term Investigator Program und des Advanced Research Center Program sowie der Next-Generation wiederaufladbarer Li-Ionen-Batterieleistung Verbesserung und neue Fertigungstechnologie aus dem Entwicklungsplan des Ministeriums für Handel, Industrie und Energie.

Dieser Forschungsdurchbruch könnte ein wichtiger Meilenstein auf dem Gebiet der Lithium-Ionen-Batteriechemie werden. Bei erfolgreicher Kommerzialisierung könnte diese Technologie die Batterieleistung in Elektrofahrzeugen und anderen Geräten revolutionieren. Diese Technologie kann nicht nur die Batteriekapazität deutlich erhöhen und den Lithiumverbrauch reduzieren, sondern auch die Ladezeiten deutlich verkürzen. Ich hoffe, dass diese Technologie schnellstmöglich kommerzialisiert werden kann und einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung von Elektrofahrzeugen leisten kann.

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