Es wurden Natrium-Ion-Oxid-Kathoden untersucht, die aus Partikeln eines \u00dcbergangsmetallkern-H\u00fcllen-Aufbaus bestehen \u2014 einem nickelreichen Kern, der von einer h\u00fclle, die reich an Kobalt und Mangan ist, umgeben ist.<\/p>\n\n\n\n
\u201eDie Manganoberfl\u00e4che verleiht dem Partikel w\u00e4hrend des zyklischen Lade-Entladevorgangs strukturelle Stabilit\u00e4t\u201c, berichten die Forscher im Labor. \u201eDer Nickelkern sorgt f\u00fcr eine hohe Energiespeicherkapazit\u00e4t.\u201c<\/p>\n\n\n\n
Die Speicherkapazit\u00e4t des Energiespeichers nahm w\u00e4hrend zyklischer Prozesse allm\u00e4hlich ab, wenn Risse in den Kathodenpartikeln zu entstehen begannen, aufgrund der Deformation, die zwischen der H\u00fclle und dem Kern in den Partikeln auftrat.<\/p>\n\n\n\n
Weitere Untersuchungen zeigten, dass sich diese Risse tief im Inneren der Partikel bildeten, und nicht, wie erwartet, auf deren Oberfl\u00e4che. Dies zeigte auch eine M\u00f6glichkeit zur Verhinderung der Rissbildung auf.<\/p>\n\n\n\n
Diese beiden letzten Feststellungen deuten auf enorme Forschungsbem\u00fchungen hin, die erforderlich waren, um diese Entdeckung zu machen, die unter anderem die Nutzung zweier der leistungsst\u00e4rksten Synchrotronen der Welt und eines Supercomputers, der unter die Top 50 der Welt f\u00e4llt, erforderte: die Advanced Photon Source von Argonne, die National Synchrotron Light Source II von Brookhaven National Laboratory sowie den Polaris-Computer von Argonne.<\/p>\n\n\n\n
\u201eDas Verhindern der Rissbildung w\u00e4hrend der Kathodensynthese bringt erhebliche Vorteile, wenn die Kathode sp\u00e4ter geladen und entladen wird\u201c, sagte der Chemiker Gui-Liang Xu vom Argonne-Labor.<\/p>\n\n\n\n
T\u00e4uschend einfache, rissbest\u00e4ndige Kathodenpartikel, die ihre Kapazit\u00e4t nach 400 Zyklen nicht verloren, waren das Ergebnis einer \u00c4nderung der thermischen Behandlung, die f\u00fcr ihre Herstellung verwendet wird.<\/p>\n\n\n\n
Kern-H\u00fcllen-Kathodenpartikel werden durch Erhitzen von Hydroxidvorl\u00e4ufern bei Temperaturen bis zu 600\u00b0C hergestellt.<\/p>\n\n\n\n
Bei einer Erw\u00e4rmung von 5\u00b0C\/Minuten begannen sich Risse an der Grenze zwischen Kern und H\u00fclle schon bei nur 250\u00b0C zu bilden, w\u00e4hrend bei einer sehr langsamen Erw\u00e4rmung von 1\u00b0C\/Min st\u00e4rkere Partikel entstanden.<\/p>\n\n\n\n
\u201eDie Aussichten sehen sehr vielversprechend aus f\u00fcr zuk\u00fcnftige Natrium-Ionen-Batterien, die nicht nur g\u00fcnstiger und langlebiger sind, sondern auch eine Energiedichte aufweisen, die mit der von Lithium-Eisenphosphat-Kathoden vergleichbar ist, die derzeit in vielen Lithium-Ionen-Batterien verwendet werden. Das wird zu Elektroautos mit einer guten Reichweite f\u00fchren\u201c, erkl\u00e4rte der Leiter des Batterieentwicklungsteams bei Argonne, Khalil Amin.<\/p>\n\n\n\n
K\u00fcnftige Arbeiten im Labor werden den Versuch beinhalten, die Kosten zu senken und die Haltbarkeit zu verbessern, indem Nickel aus der Kathode entfernt wird.<\/p>\n","protected":false},"featured_media":4610,"template":"","acf":[],"yoast_head":"\n