A batería mediada pola superficie pode facer que o tempo de carga do vehículo eléctrico sexa só uns minutos

Author: Iflowpower - Fornitur Portable Power Station

Compare supercondensadores e baterías, como se mostra na batería mediada pola superficie que ten tres espesores de electrodos diferentes, tanto densidades de potencia elevadas como densidades de enerxía elevadas. Fonte: Onde está a Sociedade Americana de Química, é como un avance nunha tecnoloxía de batería, pero non é unha batería. Nanotekinstruments, Inc.

e as súas subsidiarias, Angstronmaterials, Inc. de Ohton, desenvolvido Nova especificación, usado para proxectar equipos de almacenamento de enerxía, dependendo da lanzadeira rápida dun gran número de ións de litio no electrodo, este electrodo ten unha gran superficie de grafeno. Este dispositivo de almacenamento de enerxía pode resultar moi útil para os vehículos eléctricos, o que pode reducir o tempo de carga, acurtado de menos dun minuto de horas.

Outras aplicacións poden incluír o almacenamento de enerxía renovable (por exemplo, o almacenamento de enerxía solar e eólica) e as redes intelixentes. Os investigadores dixeron que este novo dispositivo é unha batería de intercambio de ións de litio para a función superficial do grafeno, ou máis simplemente, unha batería mediada pola superficie (SMCS: Surface-Mediatedcells). Aínda que os equipos actuais usan materiais e estruturas sen abrir, xa poden superar as baterías de iones de litio e os supercondensadores.

Este novo dispositivo pode fornecer 100 quilovatios por quilowatt de batería, 100 veces máis que as baterías de iones de litio comerciais, 10 veces máis que o supercondensador. Canto maior sexa a densidade de enerxía, máis rápida será a velocidade de transferencia de enerxía (pode producir unha velocidade de carga máis rápida). Ademais, esta nova batería pode almacenar a densidade de enerxía de 160 vatios por quilo de batería, que é comparable á batería de iones de litio comercializada, 30 veces superior á do supercondensador tradicional.

Canto maior sexa a densidade de enerxía, máis enerxía se pode almacenar, máis enerxía se almacena (cunha maior quilometraxe nos vehículos eléctricos). Se hai o mesmo peso do equipo, a batería mediada pola superficie actual e as baterías de iones de litio pódense usar para vehículos eléctricos, e o fundador de Nano Instrument and Angerstron Materials Company Joint fundador Jiang Bauz (Borz.jang) Dise que a nosa batería mediada pola superficie é semellante á batería de iones de litio actual, pode mellorar aínda máis a densidade de enerxía, polo que tamén pode aumentar a densidade de enerxía.

Non obstante, en principio, as baterías mediadas pola superficie pódense cargar en poucos minutos (non pode ser inferior a un minuto), en lugar de horas, igual que a batería de iones de litio que se usa nos vehículos eléctricos. Jiang Bauldz e o seu socio en Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

e Angersmia Material Company publicaron este estudo, que é o estudo dos equipos de almacenamento de enerxía de nova xeración, publicado no máis recente "Nano Express "(Nanoletters). Ambas empresas están especializadas na comercialización de nanomateriais, Angerstrong é o maior fabricante de nanogranitos (NGPS: Nanographeneplatelets) do mundo. Tal e como explican os investigadores na súa investigación, hai os seus propios puntos fortes e débiles no almacenamento de enerxía, baterías e supercondensadores.

Aínda que a densidade de enerxía das baterías de ión-litio (120-150 watt / kg) é moito maior que o supercondensador (5 watt / kg), esta batería ten unha densidade de enerxía baixa (batería de 1 kW / kg), Compare 10 kW / kg de batería). Moitos equipos de investigación fixeron esforzos para engadir a densidade de enerxía da batería de ión-litio, mellorar a densidade de enerxía do supercondensador, pero estas dúas áreas aínda teñen grandes desafíos. Debido a que se fornece un novo marco, pódese usar para dispositivos de almacenamento de enerxía, polo que esta batería mediada pola superficie permite aos investigadores evitar estes desafíos.

Desenvolver este novo dispositivo de almacenamento de enerxía, reducindo a diferenza entre o rendemento da batería de iones de litio e do supercondensador, e dixo Jiang Bauz. Máis importante aínda, este marco fundamentalmente novo para a fabricación de dispositivos de almacenamento de enerxía, que permite aos investigadores acadar unha alta densidade de enerxía, pero tamén unha alta densidade de potencia, sen sacrificar uns por outros. O electrodo da batería mediado pola superficie ten unha gran área de superficie, polo que a gran cantidade de ións se despraza rapidamente, o que proporciona un tempo de carga rápido.

Fonte: a clave para o rendemento da batería mediada pola superficie da American Chemistry é que o cátodo e o ánodo conteñen unha superficie de grafeno moi grande. Ao fabricar baterías, os investigadores colocan litio metálico (en forma de partículas ou folla metálica) no ánodo. No primeiro ciclo de descarga, o litio é ionizado, o número de ións de litio traído máis que na batería de ións de litio.

Cando se usa a batería, estes ións migran ao cátodo a través do electrólito líquido, ata os poros do cátodo para acadar unha gran superficie de grafeno no cátodo. Durante o proceso de carga, unha gran cantidade de fluxo de ións de litio migra rapidamente do cátodo ao ánodo. Superficie de electrodo moi grande, de xeito que unha gran cantidade de ións se desprazan rapidamente, alta potencia e densidade de enerxía.

Os investigadores explicaron que a superficie do electrodo poroso (en lugar do electrodo de bloque, como a batería da batería), non consume moito tempo o proceso de inserción. Durante este proceso, débense inserir ións de litio entre os electrodos, o que constitúe un tempo de carga importante da batería. Neste estudo, aínda que os investigadores utilizaron un gran número de tipos diferentes de grafito, preparáronse diferentes tipos de grafeno (grafeno oxidado, reducido de capa única e multicapa), pero estes materiais e configuracións foron analizados máis a fondo para optimizar este dispositivo.

Por unha banda, os investigadores planean seguir estudando o ciclo de vida desta batería. Ata agora, descubren que estes dispositivos poden manter o 95% da capacidade despois de 1000 ciclos, aínda que despois de 2000 ciclos, aínda non hai indicios de dendrita. Os investigadores tamén planean discutir diferentes mecanismos de almacenamento de litio en relación ao rendemento dos equipos.

Estimamos que a comercialización da tecnoloxía de batería mediada pola superficie non terá grandes obstáculos, e dixo Jiang Bauz. Aínda que o grafeno actual véndese a un prezo elevado, Angerstron Materials Company está a expandir activamente a forza de produción de grafeno. Espérase que nos próximos 1-3 anos o custo de produción do grafito redúzase significativamente.