Jauns litija jonu akumulatoru dizains, kas ir 2000 reižu jaudīgāks, tiek uzlādēts 1000 reizes ātrāk

Ilinoisas Universitāte, 3D porainas mikrostruktūras litija jonu akumulators

Ilinoisas universitātes Urbana-Champaign pētnieki ir izstrādājuši jaunu litija jonu akumulatoru tehnoloģiju, kas ir 2000 reizes jaudīgāka nekā salīdzināmās baterijas. Pēc pētnieku domām, tas nav vienkārši evolucionārs solis akumulatoru tehnoloģijā: “Tā ir jauna tehnoloģija, kas ļauj ... tā izjauc parastās enerģijas avotu paradigmas. Tas ļauj mums darīt dažādas, jaunas lietas. ”

Pašlaik enerģijas uzglabāšana ir saistīta ar kompromisiem. Jums var būt daudz enerģijas (vatos) vai daudz enerģijas (vatstundās), taču parasti nevar būt abi. Superkondensatori var atbrīvot milzīgu enerģijas daudzumu, bet tikai uz dažām sekundēm; kurināmā elementi var uzkrāt milzīgu enerģijas daudzumu, taču to maksimālā jauda ir ierobežota. Šī ir problēma, jo lielākajai daļai mūsdienu moderno tehnoloģiju lietojumu - viedtālruņiem, valkājamiem datoriem, elektriskiem transportlīdzekļiem - ir nepieciešams liels enerģijas daudzums un enerģija. Litija jonu akumulatori pašlaik ir labākais risinājums lieljaudas un enerģijas lietojumiem, taču pat vislabākie litija jonu akumulatoru modeļi prasa, lai industriālie dizaineri un elektronikas inženieri, veidojot jaunu ierīci, veic nopietnus kompromisus.



Tas mūs glīti noved pie Ilinoisas Universitātes akumulatora, kuram ir lielāks jaudas blīvums nekā superkondensatoram, bet enerģijas blīvums ir salīdzināms ar pašreizējām niķeļa-cinka un litija jonu baterijām. Pēc universitātes preses relīze, šī jaunā baterija varētu ļaut bezvadu ierīcēm pārraidīt savus signālus 30 reizes tālāk - vai, iespējams, lietderīgāk, ja tā būtu aprīkota ar 30 reizes mazāku akumulatoru. Ja ar to nepietiek, šī jaunā baterija ir uzlādējama - un to var uzlādēt 1000 reizes ātrāk nekā parastās litija jonu baterijas. Īsāk sakot, tas ir sapņu akumulators. (Skatīt:Vai 5 gadu laikā pieprasa ķīmisku akumulatoru ar 5x ietilpību - vai to var izdarīt?)

Diagramma, kas ilustrē Ilinoisas Universitāti

Šie milzīgie sasniegumi izriet no pavisam jauna katoda un anoda struktūras, kuras aizsācēji ir Ilinoisas universitātes pētnieki. Būtībā standarta litija jonu akumulatoram parasti ir ciets, divdimensiju anods, kas izgatavots no grafīta, un katods, kas izgatavots no litija sāls. Savukārt jaunajā Ilinoisas akumulatorā ir porains, trīsdimensiju anods un katods. Lai izveidotu šo jauno elektrodu struktūru, pētnieki uz stikla pamatnes izveido polistirola (putupolistirola) struktūru, uz polistirola elektrodepozītu niķeli un pēc tam uz anoda elektrodepozītu niķeļa alvu un uz katoda mangāna dioksīdu. Iepriekš sniegtā diagramma labi izskaidro procesu.



Galarezultāts ir tāds, ka šiem porainajiem elektrodiem ir liela virsmas laukums, kas ļauj noteiktā telpā notikt vairāk ķīmisku reakciju, galu galā nodrošinot masveida stimulu izlādes ātrumam (izejas jaudai) un uzlādei. Līdz šim pētnieki ir izmantojuši šo tehnoloģiju, lai izveidotu pogas izmēra mikropatēriņu, un zemāk redzamajā diagrammā varat redzēt, cik labi viņu akumulators ir salīdzināms ar parasto Sony CR1620 pogas elementu. Enerģijas blīvums ir nedaudz mazāks, bet jaudas blīvums ir 2000 reizes lielāks. Asiņojošās malas spektra pretējā galā - palielināts enerģijas blīvums, bet zemāks enerģijas blīvums - tad Šobrīd iepakojumu vada IBM litija gaisa akumulators.

Enerģijas blīvums pret jaudas blīvumu dažādām akumulatoru tehnoloģijām, ieskaitot Ilinoisas Universitāti

Enerģijas blīvums pret jaudas blīvumu dažādām akumulatoru tehnoloģijām, tostarp Ilinoisas Universitātes jaunajam mikrostrukturētajam anoda / katoda litija jonu akumulatoram

Reālajā dzīvē šo tehnoloģiju, iespējams, izmantos, lai aprīkotu patērētāju ierīces ar daudz mazākām un vieglākām baterijām - iedomājieties viedtālruni ar kredītkartes biezuma akumulatoru, kuru var uzlādēt dažu sekunžu laikā. Būs arī daudz lietojumu ārpus patērētāju telpas, lieljaudas iestatījumos, piemēram, lāzeros un medicīnas ierīcēs, kā arī citās vietās, kur parasti tiek izmantoti superkondensatori, piemēram, Formula 1 automašīnām un ātri uzlādējamiem elektroinstrumentiem. Tomēr, lai tas notiktu, Ilinoisas universitātei vispirms būs jāpierāda, ka viņu tehnoloģija tiek pielāgota lielākiem akumulatora izmēriem un ka ražošanas process komerciālai ražošanai nav pārmērīgi dārgs. Šeit ir cerība.



Copyright © Visas Tiesības Aizsargātas | 2007es.com