CA2DM@NUS и CBMM разрабатывают усовершенствованный ниобий

Центр перспективных 2D-материалов (CA2DM) Национального университета Сингапура (NUS), занимающийся исследованием графена и других двумерных (2D) материалов, и CBMM, лидер в области ниобиевых продуктов и технологий, разработали новый ниобиевый материал. -графеновые батареи.

В настоящее время батареи проходят испытания в новой Лаборатории усовершенствованных аккумуляторов CBMM-CA2DM, которая была недавно открыта NUS и CBMM (созданная при совместных инвестициях в размере 3,8 миллиона долларов США) в течение трех лет при поддержке Национального исследовательского фонда Сингапура.

«Лаборатория усовершенствованных аккумуляторов CBMM-CA2DM — это самое высокотехнологичное и хорошо оборудованное учреждение в Сингапуре, предназначенное для исследования новых рубежей в аккумуляторных технологиях. Лаборатория предоставляет исследователям передовое оборудование для создания новых твердых электролитов, изготовления различных форм ячеек и, в конечном итоге, создания "Мы добились значительного прогресса в разработке ниобий-графеновых батарей, которые меняют правила игры в области безопасности, эффективности и устойчивости", - сказал профессор Антонио Х. Кастро Нето, директор CA2DM.

Сообщается, что пионерские ниобий-графеновые батареи обладают большей производительностью и безопасностью по сравнению с традиционными литий-ионными батареями. Кроме того, летучие и легковоспламеняющиеся жидкие электролиты в литий-ионных батареях будут заменены ниобийсодержащими твердыми электролитами, что еще больше повысит безопасность и плотность энергии новых батарей.

Ниобий служит основным активным материалом в отрицательном электроде батарей, а также используется в качестве добавки в положительном электроде. Графен, с другой стороны, используется как в отрицательных, так и в положительных электродах для повышения электронной проводимости и структурной стабильности. В отрицательном электроде уникальная кристаллическая структура ниобиевых материалов обеспечивает быструю зарядку без повреждения структуры. В положительном электроде ниобиевые материалы могут увеличить ионную проводимость и защитить активный материал от деградации. Кроме того, низкая плотность графена значительно улучшает электронную проводимость обоих электродов без ущерба для общей плотности энергии батареи.

Ожидается, что окончательный прототип ниобий-графеновой батареи будет готов в первом квартале 2024 года.

«Поскольку новые графен-ниобиевые батареи имеют более длительный срок службы, они значительно снижают общую стоимость владения по сравнению с существующими литий-ионными батареями и обладают возможностью сверхбыстрой зарядки. Кроме того, они обеспечивают более высокую безопасность, поскольку не подвергаются риску взрыва даже при высоких температурах. », — сказал Рожерио Рибас, глобальный руководитель отдела аккумуляторов CBMM. «Это первые батареи, в которых сочетаются ниобиевые применения как на катоде, так и на аноде. Они также имеют такие преимущества, как более высокая входная и выходная мощность, более широкий температурный рабочий диапазон и более высокий уровень заряда, поэтому их можно разрабатывать для конкретных рынков, таких как коммерческое и промышленное применение, включая регенеративные. тормозные системы для гибридных транспортных средств (рельсовые, грузовые и пассажирские автомобили), тяжелых грузовых автомобилей, внутренней логистики, аккумуляторных электроинструментов и т. д.», — добавляет г-н Рибас.

Новая лаборатория оснащена самым современным оборудованием для исследований и производства современных батарей на основе ниобия и твердых электролитов. Благодаря своим высоким характеристикам ниобий-графеновые батареи имеют широкое потенциальное применение, включая медицинские устройства, такие как кардиостимуляторы и дефибрилляторы, и аэрокосмическое оборудование, такое как спутники и космические корабли, все из которых требуют длительного срока службы и высокой безопасности. стандарты. Другие потенциальные применения включают электромобили и бытовую электронику.

«В условиях растущей потребности в устойчивых и высокопроизводительных энергетических решениях Лаборатория усовершенствованных аккумуляторов CBMM-CA2DM знаменует собой прочное партнерство между предприятием и исследованиями с захватывающими практическими приложениями. В NUS мы постоянно стремимся расширять границы инноваций и мы с нетерпением ожидаем нового вклада лаборатории в науку и технологии, а также в промышленность», — сказал профессор Чэнь Цухан, заместитель президента НУС (инновации и предпринимательство) и председатель правления CA2DM.