Skoltech-onderzoekers hebben met de hulp van hun collega's van de Staatsuniversiteit van Moskou de ladingopslagmechanismen van NiBTA onthuld - een recent ontdekt materiaal dat geavanceerde snellaadbatterijen mogelijk maakt. Hun rapport is gepubliceerd in Chemical Science .

Voor veel toepassingen zijn snelladende batterijen nodig, zoals elektrische voertuigen die last hebben van het 'bereikangst'-probleem. Moderne batterijanodematerialen zijn echter ofwel ongeschikt voor betrouwbaar snel opladen of bieden slechts een matige energiedichtheid. Het motiveert de wetenschappers om te zoeken naar nieuwe materialen die grotere capaciteiten hebben en veilig kunnen werken onder snelladende omstandigheden.

Onlangs hebben onderzoekers NiBTA voorgesteld, een nieuw veelbelovend anodemateriaal dat een op nikkel gebaseerd coördinatiepolymeer is dat is afgeleid van benzenetetramine. Het bleef echter onduidelijk hoe NiBTA in batterijen wordt opgeladen en ontladen. Verschillende onderzoeksgroepen stelden totaal verschillende mechanismen voor, vooral omdat de gegevens te dubbelzinnig waren om betrouwbare conclusies te trekken. In het nieuwe werk gebruikten Skoltech-wetenschappers een combinatie van geavanceerde methoden om inzicht te krijgen in het gedrag van NiBTA in op lithium, natrium en kalium gebaseerde batterijen.

"De schoonheid van dit werk is het combineren van verschillende technieken, zowel experimenteel als theoretisch", zei de eerste auteur van de studie, Skoltech-professor Roman Kapaev. "Dit hielp om betrouwbare resultaten te krijgen, omdat elke methode slechts een deel van het beeld geeft. We gebruikten onder andere operando röntgendiffractie en operando Raman-spectroscopie, waardoor we de structurele veranderingen in de batterijen tot in detail konden volgen. de eerste die zo'n rigoureuze aanpak voor deze klasse van verbindingen toepast. Deze studie werpt licht op de redoxchemie van coördinatiepolymeren, die voor veel toepassingen nuttig kan zijn." + Verder verkennen

Wetenschappers vinden een manier om batterijen met een lange levensduur en snel opladen te maken