Akumulator powierzchniowy może sprawić, że czas ładowania pojazdu elektrycznego wyniesie tylko kilka minut

2022/04/08

Autor: Iflowpower –Dostawca przenośnych elektrowni

Porównaj superkondensatory i baterie, jak pokazano w baterii pośredniczonej powierzchniowo, mającej trzy różne grubości elektrod, zarówno o wysokiej gęstości mocy, jak i wysokiej gęstości energii. Źródło: Gdzie jest American Chemistry Society, to jak przełom w technologii baterii, ale to nie jest bateria. Nanotekinstrumenty, Inc.

i jej spółki zależne, Angstronmaterials, Inc. z Ohton, opracowały Nową specyfikację, używaną do projektowania urządzeń do magazynowania energii, w zależności od szybkiego przemieszczania się dużej liczby jonów litu w elektrodzie, ta elektroda ma dużą powierzchnię grafenu. Ten magazyn energii może okazać się bardzo przydatny w pojazdach elektrycznych, które mogą skrócić czas ładowania, skrócony z mniej niż minuty z godzin.

Inne zastosowania mogą obejmować magazynowanie energii odnawialnej (np. magazynowanie energii słonecznej i wiatrowej) oraz inteligentne sieci. Naukowcy powiedzieli, że to nowe urządzenie jest baterią litowo-jonową do funkcji powierzchni grafenu, lub prościej, baterią pośredniczoną powierzchniowo (SMCS: Surface-Mediatedcells). Chociaż obecne urządzenia wykorzystują nieotwarte materiały i konstrukcje, mogą już przewyższać akumulatory litowo-jonowe i superkondensatory.

To nowe urządzenie może dostarczyć 100 kilowatów na kilowat baterii, 100 razy więcej niż komercyjne baterie litowo-jonowe, 10 razy więcej niż superkondensator. Im wyższa gęstość mocy, tym większa prędkość przesyłania energii (może to skutkować większą prędkością ładowania). Ponadto ten nowy akumulator może przechowywać gęstość energii 160 watów na kilogram akumulatora, co jest porównywalne z komercyjnym akumulatorem litowo-jonowym, 30 razy wyższym niż tradycyjny superkondensator.

Im większa gęstość energii, tym więcej energii można zmagazynować, tym więcej energii jest zmagazynowane (przy dłuższym przebiegu pojazdów elektrycznych). Jeśli sprzęt ma taką samą wagę, obecne akumulatory powierzchniowe i akumulatory litowo-jonowe mogą być używane w pojazdach elektrycznych, a założyciel Nano Instrument i Angerstron Materials Company Współzałożyciel Jiang Bauz (Borz.jang) Mówi się, że nasz bateria pośrednicząca powierzchniowo jest podobna do obecnej baterii litowo-jonowej, może dodatkowo zwiększyć gęstość energii, dzięki czemu może również poprawić trasę.

Zasadniczo jednak akumulatory powierzchniowe można naładować w ciągu kilku minut (nie krócej niż jedna minuta), a nie godzin, podobnie jak akumulator litowo-jonowy stosowany w pojazdach elektrycznych. Jiang Bauldz i jego partner w Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

i Angersmia Material Company opublikowały to badanie, które jest badaniem urządzeń do magazynowania energii nowej generacji, opublikowanym w najnowszym „Nano Express” (Nanoletters). Obie firmy specjalizują się w komercjalizacji nanomateriałów, Angerstrong jest największym na świecie producentem nanogranitu (NGPS: Nanographeneplatelets). Tak jak naukowcy wyjaśniają w swoich badaniach, istnieją ich własne mocne i słabe strony w magazynowaniu energii, bateriach i superkondensatorach.

Chociaż gęstość energii akumulatorów litowo-jonowych (120-150 wat/kg) jest znacznie wyższa niż superkondensatora (5 wat/kg), ta bateria ma niską gęstość mocy (akumulator 1 kW/kg), porównaj akumulator 10 kW/kg ). Wiele zespołów badawczych podjęło wysiłki, aby zwiększyć gęstość mocy akumulatora litowo-jonowego, poprawić gęstość energii superkondensatora, ale te dwa obszary nadal stoją przed poważnymi wyzwaniami. Ponieważ dostarczono nową strukturę, można ją wykorzystać w urządzeniach do magazynowania energii, więc ta bateria pośrednicząca powierzchniowo pozwala naukowcom ominąć te wyzwania.

Opracuj to nowe urządzenie do magazynowania energii, zmniejszając różnicę między wydajnością baterii litowo-jonowej a superkondensatorem, powiedział Jiang Bauz. Co ważniejsze, ta fundamentalnie nowa struktura wytwarzania urządzeń do magazynowania energii, umożliwiająca naukowcom osiągnięcie wysokiej gęstości energii, ale także dużej gęstości mocy, bez poświęcania jednego dla drugiego. Elektroda akumulatora pośredniczona powierzchniowo ma dużą powierzchnię, dzięki czemu duża ilość jonów szybko się przemieszcza, co zapewnia szybki czas ładowania.

Źródło: Kluczem do wydajności baterii pośredniczonych powierzchniowo w American Chemistry jest katoda i anoda zawierają bardzo dużą powierzchnię grafenu. Podczas produkcji baterii naukowcy umieszczają w anodzie lit metaliczny (w postaci cząstek lub folii metalowej). W pierwszym cyklu rozładowania lit jest zjonizowany, liczba jonów litu jest większa niż w akumulatorze litowo-jonowym.

Gdy bateria jest używana, jony te migrują do katody przez ciekły elektrolit do porów katody, aby dotrzeć do dużej powierzchni grafenu w katodzie. Podczas procesu ładowania duża ilość strumienia litowo-jonowego szybko migruje z katody do anody. Bardzo duża powierzchnia elektrody, dzięki czemu duża ilość jonów szybko się przemieszcza, duża moc i gęstość energii.

Naukowcy wyjaśnili, że powierzchnia porowatej elektrody (zamiast elektrody blokowej, jak bateria w baterii) nie zużywa czasochłonnego procesu wkładania. Podczas tego procesu jony litu muszą być wprowadzone między elektrody, co stanowi ważny czas ładowania akumulatora. W tym badaniu, chociaż naukowcy stosowali dużą liczbę różnych rodzajów grafitu, przygotowano różne rodzaje grafenu (utleniony, zredukowany grafen jednowarstwowy i wielowarstwowy), ale te materiały i konfiguracje były dalej analizowane w celu optymalizacji tego urządzenia.

Z jednej strony naukowcy planują dalsze badania cyklu życia tej baterii. Jak dotąd okazało się, że te urządzenia mogą zachować 95% pojemności po 1000 cykli, nawet po 2000 cykli, nadal nie ma oznak dendrytu. Naukowcy planują również omówić różne mechanizmy przechowywania litu w zależności od wydajności sprzętu.

Szacujemy, że komercjalizacja technologii baterii pośredniczonych powierzchniowo nie będzie miała dużych przeszkód, powiedział Jiang Bauz. Choć obecny grafen sprzedawany jest w wysokiej cenie, firma Angerstron Materials aktywnie rozwija moc produkcyjną grafenu. Oczekuje się, że w ciągu najbliższych 1-3 lat koszty produkcji grafitu ulegną znacznemu obniżeniu.

SKONTAKTUJ SIĘ Z NAMI
Po prostu powiedz nam swoje wymagania, możemy zrobić więcej niż możesz sobie wyobrazić.
Wyślij zapytanie
Chat with Us

Wyślij zapytanie

Wybierz inny język
English
العربية
Deutsch
Español
français
italiano
日本語
한국어
Português
русский
简体中文
繁體中文
Afrikaans
አማርኛ
Azərbaycan
Беларуская
български
বাংলা
Bosanski
Català
Sugbuanon
Corsu
čeština
Cymraeg
dansk
Ελληνικά
Esperanto
Eesti
Euskara
فارسی
Suomi
Frysk
Gaeilgenah
Gàidhlig
Galego
ગુજરાતી
Hausa
Ōlelo Hawaiʻi
हिन्दी
Hmong
Hrvatski
Kreyòl ayisyen
Magyar
հայերեն
bahasa Indonesia
Igbo
Íslenska
עִברִית
Basa Jawa
ქართველი
Қазақ Тілі
ខ្មែរ
ಕನ್ನಡ
Kurdî (Kurmancî)
Кыргызча
Latin
Lëtzebuergesch
ລາວ
lietuvių
latviešu valoda‎
Malagasy
Maori
Македонски
മലയാളം
Монгол
मराठी
Bahasa Melayu
Maltese
ဗမာ
नेपाली
Nederlands
norsk
Chicheŵa
ਪੰਜਾਬੀ
Polski
پښتو
Română
سنڌي
සිංහල
Slovenčina
Slovenščina
Faasamoa
Shona
Af Soomaali
Shqip
Српски
Sesotho
Sundanese
svenska
Kiswahili
தமிழ்
తెలుగు
Точики
ภาษาไทย
Pilipino
Türkçe
Українська
اردو
O'zbek
Tiếng Việt
Xhosa
יידיש
èdè Yorùbá
Zulu
Aktualny język:Polski