La batterie à surface médiane peut réduire le temps de charge du véhicule électrique à quelques minutes seulement

Auteur ：Iflowpower –Fournisseur de centrales électriques portables

Comparez les supercondensateurs et les batteries, comme le montre la batterie à médiation de surface ayant trois épaisseurs d'électrodes différentes, à la fois des densités de puissance élevées et une densité d'énergie élevée. Source : Où est l'American Chemistry Society, c'est comme une percée dans une technologie de batterie, mais ce n'est pas une batterie. Nanotekinstruments, Inc.

et ses filiales, Angstronmaterials, Inc. d'Ohton, ont développé une nouvelle spécification, utilisée pour concevoir des équipements de stockage d'énergie, en fonction de la navette rapide d'un grand nombre d'ions lithium dans l'électrode, cette électrode a une grande surface de graphène. Ce dispositif de stockage d'énergie peut s'avérer très utile pour les véhicules électriques, ce qui permet de réduire le temps de charge, ramené de moins d'une minute à des heures.

D'autres applications peuvent inclure le stockage des énergies renouvelables (par exemple, le stockage de l'énergie solaire et éolienne) et les réseaux intelligents. Les chercheurs ont déclaré que ce nouvel appareil est une batterie d'échange d'ions lithium pour la fonction de surface du graphène, ou plus simplement, une batterie à médiation de surface (SMCS : Surface-Mediatedcells). Bien que les équipements actuels utilisent des matériaux et des structures non ouverts, ils peuvent déjà dépasser les batteries lithium-ion et les supercondensateurs.

Ce nouvel appareil peut fournir 100 kilowatts par kilowatt de batterie, 100 fois plus que les batteries lithium-ion commerciales, 10 fois plus que les supercondensateurs. Plus la densité de puissance est élevée, plus la vitesse de transfert d'énergie est rapide (peut entraîner une vitesse de charge plus rapide). De plus, cette nouvelle batterie peut stocker la densité d'énergie de 160 watts par kilogramme de batterie, ce qui est comparable à la batterie lithium-ion commercialisée, 30 fois supérieure au supercondensateur traditionnel.

Plus la densité d'énergie est grande, plus d'énergie peut être stockée, plus d'énergie est stockée (avec un kilométrage plus long des véhicules électriques). S'il y a le même poids d'équipement, la batterie à médiation en surface et les batteries lithium-ion actuelles peuvent être utilisées pour les véhicules électriques, et le fondateur de Nano Instrument et Angerstron Materials Company Co-fondateur Jiang Bauz (Borz.jang) On dit que notre La batterie à médiation en surface est similaire à la batterie lithium-ion actuelle, peut encore augmenter la densité d'énergie, de sorte qu'elle peut également améliorer l'itinéraire.

Cependant, en principe, les batteries à surface médiane peuvent être chargées en quelques minutes (ne peut pas être inférieure à une minute), plutôt qu'en heures, tout comme la batterie lithium-ion utilisée dans les véhicules électriques. Jiang Bauldz et son partenaire dans Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

et Angersmia Material Company ont publié cette étude, qui est l'étude des équipements de stockage d'énergie de nouvelle génération, publiée dans le dernier "Nano Express" (Nanoletters). Les deux sociétés sont spécialisées dans la commercialisation de nanomatériaux, Angerstrong est le plus grand fabricant mondial de nano-granit (NGPS : Nanographeneplatelets). Tout comme les chercheurs l'expliquent dans leurs recherches, il existe leurs propres forces et faiblesses dans le stockage de l'énergie, les batteries et les supercondensateurs.

Bien que la densité d'énergie des batteries lithium-ion (120-150 watt/kg) soit bien supérieure à celle du supercondensateur (5 watt/kg), cette batterie a une faible densité de puissance (batterie de 1 kW/kg), comparé à une batterie de 10 kW/kg ). De nombreuses équipes de recherche ont fait des efforts pour ajouter la densité de puissance de la batterie lithium-ion, améliorer la densité d'énergie du supercondensateur, mais ces deux domaines ont encore des défis majeurs. Parce qu'un nouveau cadre est fourni, il peut être utilisé pour les dispositifs de stockage d'énergie, de sorte que cette batterie à médiation en surface permet aux chercheurs de contourner ces défis.

Développer ce nouveau dispositif de stockage d'énergie, en réduisant l'écart entre les performances de la batterie lithium-ion et du supercondensateur, a déclaré Jiang Bauz. Plus important encore, ce cadre fondamentalement nouveau pour la fabrication de dispositifs de stockage d'énergie, permettant aux chercheurs d'atteindre une densité d'énergie élevée, mais aussi une densité de puissance élevée, sans sacrifier l'un pour l'autre. L'électrode de batterie à médiation de surface a une grande surface, de sorte que la grande quantité d'ions se déplace rapidement, ce qui entraîne un temps de charge rapide.

Source : La clé des performances de la batterie à médiation de surface de l'American Chemistry est que la cathode et l'anode contiennent une très grande surface de graphène. Lors de la fabrication des batteries, les chercheurs placent du lithium métal (sous forme de particules ou de feuille métallique) dans l'anode. Dans le premier cycle de décharge, le lithium est ionisé, le nombre d'ions lithium apporté plus que dans la batterie lithium-ion.

Lorsque la batterie est utilisée, ces ions migrent vers la cathode à travers l'électrolyte liquide, dans les pores de la cathode pour atteindre une grande surface de graphène dans la cathode. Pendant le processus de charge, une grande quantité de flux d'ions lithium migre rapidement de la cathode vers l'anode. Très grande surface d'électrode, de sorte qu'une grande quantité d'ions se déplace rapidement, haute puissance et densité d'énergie.

Les chercheurs ont expliqué que la surface de l'électrode poreuse (plutôt que dans l'électrode de bloc, comme la batterie dans la batterie), ne consomme pas de processus d'insertion fastidieux. Au cours de ce processus, des ions lithium doivent être insérés entre les électrodes, ce qui constitue un temps de charge important de la batterie. Dans cette étude, bien que les chercheurs aient utilisé un grand nombre de types de graphite différents, différents types de graphène (graphène monocouche et multicouche oxydé, réduit) ont été préparés, mais ces matériaux et configurations ont été analysés plus en détail pour optimiser cet appareil.

D'une part, les chercheurs prévoient d'étudier plus avant le cycle de vie de cette batterie. Jusqu'à présent, ils constatent que ces appareils peuvent conserver 95% de capacité après 1000 cycles, même après 2000 cycles, il n'y a toujours aucune indication de dendrite. Les chercheurs prévoient également de discuter des différents mécanismes de stockage du lithium en fonction des performances de l'équipement.

Nous estimons que la commercialisation de la technologie des batteries à médiation de surface ne rencontrera pas de gros obstacles, a déclaré Jiang Bauz. Bien que le graphène actuel soit vendu à un prix élevé, Angerstron Materials Company étend activement la force de production du graphène. On s'attend à ce qu'au cours des 1 à 3 prochaines années, le coût de production du graphite soit considérablement réduit.