Добавить новость
smi24.net
News in English
Март
2023

Speeding Up Extreme Fast Charging Capability In Lithium-Ion Batteries

0

Current society is transitioning en masse from fossil fuels to renewable resources and electric batteries. Despite the urgency to switch to greener methods, core challenges related to efficiency and sustainability pose a hurdle to overcome.

For instance, the mass market adoption of lithium-ion (Li-ion) batteries for use in electric vehicles is being hindered by their slow charging speeds. “Extreme” fast charging (wherein 80% of the battery is charged within 10 min), high energy density, and cycle life are the “holy grail” of features that the automobile industry seeks out in batteries.

In order to enable the fast-charging ability in batteries, researchers have long attempted to enhance the mass transfer of electrolytes and charge transfer in electrodes, with extensive research carried out on the former compared to the latter. Now, a study by a team of researchers, led by Professor Noriyoshi Matsumi from Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST), showcases a new approach to facilitate fast charging using a binder material which promotes Li-ion intercalation of active material. The binder material leads to improved diffusion of desolvated Li ions across the solid electrolyte interface (SEI) and within the anode material and yields high conductivity, low impedance, and good stability.

The team comprised Former Senior Lecturer Rajashekar Badam, Postdoctoral Research Fellow Anusha Pradhan, Former Graduate Student Ryoya Miyairi, and Doctoral Course Student Noriyuki Takamori from JAIST. Their findings have been published in the journal ACS Materials Letters.

“Our current strategy of using a bio-derived lithium borate polymer as aqueous polyelectrolyte binder to enhance charge transfer within electrodes such as graphite anodes exhibits fast charging capability,” state corresponding authors Profs. Matsumi and Badam of JAIST.

While most research on batteries is focused on the design of active materials and improved mass transfer of electrolytes, the current study provides a different approach via the design of specific binder material which promotes lithium-ion intercalation of the active material. “The binder material includes highly dissociable lithium borate, which improves lithium-ion diffusion in the anode matrices. Further, this binder can form an organoboron SEI, which shows very low interfacial resistance when compared with ordinary battery cells,” explains Prof. Matsumi.

The role of boron compounds (such as the tetracordinate boron in the binder and the boron-rich SEI) is to aid in the desolvation of Li+ ions by decreasing the activation energy of desolvation of Lifrom the solvent sheath at the SEI. Also, with high diffusion and low impedance, the overpotential related to charge transfer at the interface is reduced. “This is one of the important determining factors for extreme fast charging,” explains Dr. Anusha Pradhan of JAIST, who is the first author of the paper.

Generally, when charging surpasses rate of intercalation, Li plating occurs on graphite electrodes. It is an undesired process leading to reduced battery life and limiting fast charge capability. In this study, the improved diffusion of ions across the SEI and within the electrodes limits the concentration polarization of Li+ ions – leading to the absence of plating on graphite.

In their study, not only do the researchers present a novel strategy for extremely high-rate chargeable batteries and reduced interfacial resistance, but they also used a biopolymer derived from caffeic acid. A plant-based organic compound, caffeic acid is a sustainable and environmentally safe source of material. Thus, while the market for these batteries grows tremendously, the use of bio-based resources in these batteries will also reduce carbon dioxide emissions.

Highlighting the key abilities of the structure used in this study, Prof. Matsumi adds, “In future studies, our binder can also be combined with high-rate chargeable active materials to enable further synergistic effect in enhancing performance.”

With increasing research into battery performance, one can soon look forward to greener options in the way we use energy, especially in the transportation sector. “Through the high-rate chargeable battery technology, people will enjoy electric vehicles and convenient mobile devices. As the use of renewable resources will maintain availability of products for long, irrespective of availability of fossil resources and influences by high social situations,” concludes Prof. Matsumi.








5 необычных прыжков с парашютом, от которых захватывает дух

В России обнаружено более 100 случаев заболевания новым штаммом COVID-19

На банкет – в Fish Point Family Resort

Ана Каспарян поднимает вопросы Геноцида армян, этнических чисток в Арцахе и роли Израиля в конфликте — в откровенном интервью с Такером Карлсоном. ВИДЕО


The Great Indian Kapil Show: Raghav Chadha reveals telling Parineeti Chopra to manifest he will never become the PM; says ‘Yeh jo bolti hai wo ulta hota hai’

UFC Abu Dhabi live blog: Shara Bullet vs. Marc-Andre Barriault

Kolo Muani: Juventus prepare new offer but face Man United and Chelsea threat

Weah’s agent: One Juventus director ‘is creating problems’


HRlink упростил контроль за сроками подписания кадровых документов

Сунул нос не в своё дело: серийного нюхателя жоп снова поймали в Калифорнии

Юный мотоциклист попал в больницу в результате аварии в центре Орла

Ана Каспарян поднимает вопросы Геноцида армян, этнических чисток в Арцахе и роли Израиля в конфликте — в откровенном интервью с Такером Карлсоном. ВИДЕО


Quarantine Zone creator reveals 3 reasons the zombie sim went viral on TikTok

«Если бы у Наруто и AC Shadows был ребёнок»: Разбор англоязычной версии Where Winds Meet

Brütal Legend is free in honor of Ozzy Osbourne, but only for 666 minutes

Первый трейлер Battlefield 6



Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

Дорога любви: Жасмин представляет романтичный клип на песню «Ты и я»

Адвокат Гаврилова раскрыла, чего добивается семья Тиммы после его смерти


Экс-футболист «Зенита» отказался от перехода в «Спартак», пишут СМИ

Пловец из Москвы погиб во время заплыва на Волге

В Санкт-Петербурге обсудили внедрение ИИ в разработку и оптимальные корпоративные архитектуры

Елена Игоревна Вселенная — писатель, публицист, автор масштабного многотомного проекта «Наследие России»


Температура морской воды на крымских пляжах: 28 июля

«Кремль и лично президент Путин никак не смогут изменить это»: Индия разрывает отношения с Россией

Ядерный шантаж

Книга «365 уличных посланий. Нижний Новгород» выходит в свет


Рахимова обыграла Шарму и вышла в основную сетку турнира WTA в Монреале

Россиянин Сидоренко выиграл соревнования по настольному теннису на Универсиаде‑2025

Александр Бублик выиграл 2-й подряд турнир ATP

Рублев: Немного лучше стали результаты


В Екатеринбурге на видео сняли драку 30 мужчин на парковке

Тяжело ходить по лестнице и мыть голову: врач рассказала о неочевидных симптомах саркопении

Минсельхоз сохранил прогноз урожая зерновых на 2025 год

Прошла испытания система дистанционной передачи данных для корректировки навигационных карт


Музыкальные новости

Сергей Шнуров показал идеальную Россию с помощью Костромы

Социальная интеграция детей и подростков с особенностями ментального развития средствами фиджитал гимнастики

Генеральный подрядчик АО "АБЗ-Дорстрой" приступил к монтажу металлоконструкций навеса конечного остановочного пункта "Балканский".

Ресторан рэпера Басты откроют в Красноярске


Возобновлены прямые рейсы из Москвы в Пхеньян

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

Семь воздушных судов 28 июля прилетают во Владивосток вне расписания

Адвокат Гаврилова раскрыла, чего добивается семья Тиммы после его смерти


В депо «Чита» будет установлен первый цифровой весоизмерительный комплекс системы подачи песка под колесные пары локомотива

Meta* нашла себе главного научного сотрудника нового подразделения ИИ

Остался только страх. Пашинян хочет ударить по Москве, но "удавка" сдерживает

В мэрии назвали условия присвоения Элджею звания почётного жителя


ДТП произошло на внешней стороне 26-го километра МКАД

НПС построит два велопешеходных моста через Москву-реку

Курс на мечту: «Национальная Лотерея» и РОЛЬФ вручили новый автомобиль победителю розыгрыша в честь запуска «Автомобильной лотереи «РОЛЬФ»

В Кот-д'Ивуаре в результате аварии с участием автобуса и самосвала погибли 16 человек.


«Подводная лодка, демонтрированная Путину, произвела шок на Западе»

Путин в День ВМФ прибыл на территорию Главного Адмиралтейства в Санкт-Петербурге

«Внезапно»: Запад встревожен новым указом Путина

СМИ: Путин на этой неделе отправил США ominous сигнал.


Приговор экс-руководителю компании по производству вакцин против ковида был смягчен.



Экс-директору института вакцин Маковскому смягчили приговор по делу о взятке

Ночные перекусы в отпуске: доктор Садыков о том, как они влияют на микрофлору и вес

Optima Development: Новый сквер и фитнес-клуб

Кот-массажист получает 80 тысяч рублей: какую работу доверяют животным


Кто заставил Зеленского предложить России новый раунд переговоров: В Британии показали пальцем

Запад ударил Зеленского по самому больному месту – кошельку: Киев показательно лишили 1,5 миллиардов помощи

Зеленский настаивает: встреча с Путиным до конца августа с участием Европы

Киевский режим применил все 18 пакетов санкций ЕС


Росгвардия обеспечила безопасность празднования Дня ВМФ и футбольного матча в Москве

Сотрудники Росгвардии обеспечили безопасность футбольных матчей в Москве

"Спартак" сделал предложение экс-игроку "Зенита" Артуру, но тот отказался

В САРАТОВЕ ПРОДОЛЖАЕТСЯ МАСШТАБНАЯ ВСЕРОССИЙСКАЯ ВЕДОМСТВЕННАЯ АКЦИЯ «КАНИКУЛЫ С РОСГВАРДИЕЙ»


Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ

«Беларусь-1»: Лукашенко дал интервью одному из американских СМИ

Лукашенко получил приглашения от стран Латинской Америки и Азии для визитов.


Сергей Собянин назвал инновационные разработки, которые внедрили в Москве

Собянин поздравил работников центров госуслуг с профессиональным праздником

Сергей Собянин. Главное за день

Собянин в День работника МФЦ поздравил сотрудников центров госуслуг Москвы


Зачем Минприроды Свердловской области планирует организовать полигон отходов на участке, где идёт поиск питьевой воды?

Почему технологии ПВВК безопасны и эффективны, химия и экология воды по мнению Алексея Горшкова

РИА: глава Минприроды Козлов летит первым авиарейсом Москва - Пхеньян

В Феодосии ликвидировали пожар на площади


Температура морской воды на крымских пляжах: 28 июля

Ядерный шантаж

Прошла испытания система дистанционной передачи данных для корректировки навигационных карт

День российско-словенской дружбы отметили у Русской часовни на перевале Вршич


В Архангельске началось обучение бойцов СВО, сообщил Цыбульский.

В музее-заповеднике «Архангельское» пройдут «Jazzовые сезоны»

70 участников СВО в Архангельске показали мотивацию выше госслужащих — Цыбульский

В Архангельске представили киноальманах «Север, я люблю тебя!» по произведениям современных писателей


Прогноз погоды в Крыму на 27 июля

В Севастополе пройдет масштабная выставка картин Александра Дейнеки

В Крыму из-за дыма от пожара столкнулись девять автомобилей

К парню с костылем подошли трое с требованием уступить. Он был готов, но заступилась бабушка по соседству


И впрямь — зачем России Шпицберген?

Книга «365 уличных посланий. Нижний Новгород» выходит в свет

УК просят разрешить продавать долги граждан за ЖКУ

В Екатеринбурге на видео сняли драку 30 мужчин на парковке














СМИ24.net — правдивые новости, непрерывно 24/7 на русском языке с ежеминутным обновлением *