Paviršinis akumuliatorius gali pailginti elektromobilio įkrovimo laiką tik kelias minutes

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Portable Power Station supplementum

Palyginkite superkondensatorius ir baterijas, kaip parodyta paviršinio akumuliatoriaus, turinčio tris skirtingus elektrodų storius, tiek didelio galios, tiek didelio energijos tankio. Šaltinis: kur yra Amerikos chemijos draugija, tai tarsi baterijų technologijos proveržis, bet tai ne akumuliatorius. Nanotekinstruments, Inc.

ir jos dukterinės įmonės Angstronmaterials, Inc. iš Ohton, sukurta Nauja specifikacija, naudojama energijos kaupimo įrangai projektuoti, atsižvelgiant į greitą daugelio ličio jonų judėjimą elektrode, šis elektrodas turi didelį grafeno paviršių. Šis energijos kaupimo įrenginys gali būti labai naudingas elektrinėms transporto priemonėms, nes gali sutrumpinti įkrovimo laiką, kuris sutrumpėja nuo valandos iki mažiau nei minutės.

Kitos programos gali apimti atsinaujinančios energijos kaupimą (pvz., saulės ir vėjo energijos kaupimą) ir išmaniuosius tinklus. Tyrėjai teigė, kad šis naujas prietaisas yra ličio jonų mainų baterija, skirta grafeno paviršiaus funkcijai, arba, paprasčiau tariant, paviršiaus tarpininkaujanti baterija (SMCS: Surface-Mediatedcells). Nors dabartinėje įrangoje naudojamos neatidarytos medžiagos ir konstrukcijos, jos jau gali viršyti ličio jonų baterijas ir superkondensatorius.

Šis naujas įrenginys gali tiekti 100 kilovatų vienam kilovatui baterijos, 100 kartų daugiau nei komercinės ličio jonų baterijos, 10 kartų daugiau nei superkondensatorius. Kuo didesnis galios tankis, tuo didesnis energijos perdavimo greitis (gali būti didesnis įkrovimo greitis). Be to, ši nauja baterija gali sukaupti 160 vatų energijos tankį vienam kilogramui akumuliatoriaus, kuris yra panašus į parduodamą ličio jonų akumuliatorių, 30 kartų didesnį nei tradicinis superkondensatorius.

Kuo didesnis energijos tankis, tuo daugiau energijos galima sukaupti, tuo daugiau energijos sukaupiama (esant ilgesnei elektromobilių važiavimo ridai). Jei yra vienodas įrangos svoris, dabartinis paviršinis akumuliatorius ir ličio jonų akumuliatoriai gali būti naudojami elektrinėms transporto priemonėms, o Nano Instrument ir Angerstron Materials Company įkūrėjas Jungtinis įkūrėjas Jiang Bauz (Borz.jang) Teigiama, kad mūsų paviršinis akumuliatorius yra panašus į dabartinį ličio jonų akumuliatorių, gali dar labiau padidinti energijos tankį, todėl maršrutas taip pat gali pagerinti maršrutą.

Tačiau iš esmės paviršinius akumuliatorius galima įkrauti per kelias minutes (negali būti trumpesnis nei viena minutė), o ne valandas, kaip ir elektromobiliuose naudojamą ličio jonų akumuliatorių. Jiang Bauldz ir jo partneris Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

ir Angersmia Material Company paskelbė šį tyrimą, kuris yra naujos kartos energijos kaupimo įrangos tyrimas, paskelbtas naujausiame "Nano Express" (Nanoletters). Abi bendrovės specializuojasi nanomedžiagų komercializavime, o „Angerstrong“ yra didžiausias pasaulyje nanogranito (NGPS: Nanographene trombolets) gamintojas. Kaip mokslininkai aiškina savo tyrimuose, energijos kaupimas, baterijos ir superkondensatoriai turi savo stipriąsias ir silpnąsias puses.

Nors ličio jonų baterijų (120–150 vatų / kg) energijos tankis yra daug didesnis nei superkondensatoriaus (5 vatai / kg), šios baterijos galios tankis yra mažas (1 kW / kg akumuliatoriaus) , Palyginkite 10 kW / kg akumuliatorių). Daugelis tyrimų grupių stengėsi padidinti ličio jonų akumuliatoriaus galios tankį, pagerinti superkondensatoriaus energijos tankį, tačiau šios dvi sritys vis dar turi didelių iššūkių. Kadangi tiekiama nauja sistema, ji gali būti naudojama energijos kaupimo įrenginiams, todėl ši paviršinė baterija leidžia mokslininkams apeiti šiuos iššūkius.

Sukurkite šį naują energijos kaupimo įrenginį, sumažindami atotrūkį tarp ličio jonų akumuliatoriaus ir superkondensatoriaus veikimo, ir sakė Jiang Bauzas. Dar svarbiau, kad ši iš esmės nauja energijos kaupimo įrenginių gamybos sistema, leidžianti tyrėjams pasiekti didelį energijos tankį, bet ir didelį galios tankį, neprarandant vieni dėl kitų. Paviršiaus tarpininkaujantis akumuliatoriaus elektrodas turi didelį paviršiaus plotą, todėl didelis jonų kiekis greitai persikelia, todėl greitas įkrovimas.

Šaltinis: „American Chemistry“ baterijos veikimo pagrindas yra katodas, o anodas turi labai didelį grafeno paviršių. Gamindami baterijas, mokslininkai į anodą įdeda ličio metalo (dalelių arba metalinės folijos pavidalu). Pirmajame iškrovimo cikle ličio jonų kiekis yra jonizuotas, daugiau nei ličio jonų akumuliatoriuje.

Kai naudojama baterija, šie jonai migruoja į katodą per skystą elektrolitą, į katodo poras, kad pasiektų didelį grafeno paviršių katode. Įkrovimo proceso metu didelis kiekis ličio jonų srauto greitai migruoja iš katodo į anodą. Labai didelis elektrodo paviršiaus plotas, todėl didelis kiekis jonų greitai persikelia, didelis galios ir energijos tankis.

Tyrėjai paaiškino, kad akytojo elektrodo paviršius (o ne blokiniame elektrode, kaip akumuliatoriaus baterija) neužima daug laiko reikalaujančio įdėjimo proceso. Šio proceso metu tarp elektrodų turi būti įterpiami ličio jonai, o tai yra svarbus akumuliatoriaus įkrovimo laikas. Šiame tyrime, nors mokslininkai naudojo daugybę skirtingų grafito tipų, buvo paruošti skirtingi grafeno tipai (oksiduotas, redukuotas vieno sluoksnio ir daugiasluoksnis grafenas), tačiau šios medžiagos ir konfigūracijos buvo toliau analizuojamos siekiant optimizuoti šį įrenginį.

Viena vertus, mokslininkai planuoja toliau tirti šios baterijos ciklo trukmę. Iki šiol jie nustatė, kad šie įrenginiai gali išlaikyti 95% pajėgumų po 1000 ciklų, net ir po 2000 ciklų, vis dar nėra dendrito požymių. Tyrėjai taip pat planuoja aptarti skirtingus ličio saugojimo mechanizmus, susijusius su įrangos veikimu.

Manome, kad paviršinių baterijų technologijos komercializavimas neturės didelių kliūčių, sakė Jiang Bauz. Nors dabartinis grafenas parduodamas brangiai, Angerstron Materials Company aktyviai plečia grafeno gamybos stiprumą. Tikimasi, kad per artimiausius 1-3 metus grafito gamybos savikaina gerokai sumažės.