Novi dizajn litij-ionske baterije koji je 2000 puta snažniji, puni se 1000 puta brže

Sveučilište Illinois, 3D porozna mikrostruktura litij-ionska baterija

Istraživači sa Sveučilišta Illinois u Urbana-Champaignu razvili su novu tehnologiju litij-ionskih baterija koja je 2000 puta moćnija od usporedivih baterija. Prema istraživačima, ovo nije samo evolucijski korak u tehnologiji baterija, 'To je nova tehnologija koja omogućuje ... razbija normalne paradigme izvora energije. Omogućuje nam da radimo različite, nove stvari. '

Trenutno je skladištenje energije sve oko kompromisa. Možete imati puno snage (vati) ili puno energije (vat-sati), ali općenito ne možete imati oboje. Superkondenzatori može osloboditi ogromnu količinu energije, ali samo na nekoliko sekundi; gorivne stanice mogu pohraniti ogromnu količinu energije, ali su ograničene u svojoj maksimalnoj izlaznoj snazi. To je problem jer većina modernih aplikacija vrhunske tehnologije - pametni telefoni, nosiva računala i električna vozila - zahtijeva velike količine energije i energije. Litij-ionske baterije su trenutno najbolje rješenje za velike snage i energiju, ali čak i najbolji dizajn litij-ionskih baterija zahtijeva da industrijski dizajneri i elektronički inženjeri naprave ozbiljne kompromise prilikom stvaranja novog uređaja.

Što nas uredno dovodi do baterije Sveučilišta Illinois, koja ima veću gustoću snage od superkondenzatora, a opet usporedivu gustoću energije s trenutnim nikal-cink i litij-ionskim baterijama. Prema priopćenje sveučilišta, ova nova baterija mogla bi omogućiti bežičnim uređajima da prenose svoje signale 30 puta dalje - ili, možda korisnije, biti opremljena baterijom koja je 30 puta manja. Ako to nije bilo dovoljno, ova se nova baterija može puniti - i može se napuniti 1000 puta brže od uobičajenih li-ionskih baterija. Ukratko, ovo je baterija iz snova. (Vidjeti:DoE poziva li u roku od 5 godina kemijsku bateriju s 5x kapacitetom - može li se to učiniti?)



Dijagram koji ilustrira Sveučilište Illinois

Ovi ogromni pomaci proizlaze iz potpuno nove strukture katode i anode, čiji su pioniri istraživači sa Sveučilišta Illinois. U osnovi, standardna li-ionska baterija obično ima čvrstu, dvodimenzionalnu anodu od grafita i katodu od litijeve soli. S druge strane, nova baterija u Illinoisu ima poroznu, trodimenzionalnu anodu i katodu. Da bi stvorili ovu novu strukturu elektroda, istraživači grade strukturu polistirena (stiropora) na staklenoj podlozi, elektro nanose nikal na polistiren, a zatim elektro nanose nikl-kositar na anodu i mangan dioksid na katodu. Gornji dijagram dobro objašnjava postupak.

Krajnji je rezultat da ove porozne elektrode imaju masivnu površinu, što omogućuje da se u određenom prostoru odvija više kemijskih reakcija, što u konačnici daje masivno pojačanje brzine pražnjenja (izlazne snage) i punjenja. Do sada su istraživači koristili ovu tehnologiju za stvaranje mikrobaterije veličine gumba, a na donjem grafikonu možete vidjeti koliko se njihova baterija dobro uspoređuje sa konvencionalnom Sony CR1620 ćelijom gumba. Gustoća energije je nešto niža, ali gustoća snage je 2000 puta veća. Na suprotnom kraju spektra krvarenja - tada povećana gustoća energije, ali manja gustoća snage IBM-ova litij-zračna baterija trenutno prednjači.

Gustoća energije naspram gustoće snage za razne tehnologije baterija, uključujući Sveučilište Illinois

Gustoća energije naspram gustoće snage za razne tehnologije baterija, uključujući novu mikrostrukturiranu anodnu / katodnu li-ionsku bateriju Sveučilišta Illinois

U stvarnoj će se upotrebi ova tehnologija vjerojatno koristiti za opremanje potrošačkih uređaja puno manjim i lakšim baterijama - zamislite pametni telefon s baterijom debljine kreditne kartice, koja se može napuniti za nekoliko sekundi. Također će biti dosta aplikacija izvan potrošačkog prostora, u snažnim postavkama poput lasera i medicinskih uređaja, te u drugim područjima koja obično koriste superkondenzatore, poput automobila Formule 1 i električnih alata s brzim punjenjem. Da bi se to dogodilo, Sveučilište Illinois prvo će morati dokazati da se njihova tehnologija prilagođava većim baterijama i da proizvodni postupak nije pretjerano skup za komercijalnu proizvodnju. Evo nadanja.

Copyright © Sva Prava Pridržana | 2007es.com