Površinsko posredovana baterija lahko podaljša čas polnjenja električnega vozila le nekaj minut

2022/04/08

Avtor: Iflowpower –Dobavitelj prenosnih elektrarn

Primerjajte superkondenzatorje in baterije, kot je prikazano na površinsko posredovani bateriji, ki ima tri različne debeline elektrod, tako visoko gostoto moči kot visoko energijsko gostoto. Vir: Kje je American Chemistry Society, je kot preboj v tehnologiji baterij, vendar ni baterija. Nanotekinstruments, Inc.

in njene hčerinske družbe Angstronmaterials, Inc. iz Ohtona, so razvile novo specifikacijo, ki se uporablja za načrtovanje opreme za shranjevanje energije, odvisno od hitrega prenosa velikega števila litijevih ionov v elektrodi, ima ta elektroda veliko površino grafena. Ta naprava za shranjevanje energije se lahko izkaže za zelo uporabno za električna vozila, saj lahko skrajša čas polnjenja z manj kot minuto iz ur.

Druge aplikacije lahko vključujejo shranjevanje energije iz obnovljivih virov (npr. shranjevanje sončne in vetrne energije) in pametna omrežja. Raziskovalci so povedali, da je ta nova naprava litij-ionska izmenjevalna baterija za površinsko funkcijo grafena ali bolj preprosto, površinsko posredovana baterija (SMCS: Surface-Mediatedcells). Čeprav sedanja oprema uporablja neodprte materiale in strukture, lahko že presegajo litij-ionske baterije in superkondenzatorje.

Ta nova naprava lahko napaja 100 kilovatov na kilovat baterije, 100-krat več kot komercialne litij-ionske baterije, 10-krat višje kot superkondenzator. Večja kot je gostota moči, hitrejša je hitrost prenosa energije (lahko povzroči hitrejšo hitrost polnjenja). Poleg tega lahko ta nova baterija shrani energijsko gostoto 160 vatov na kilogram baterije, kar je primerljivo s komercialno litij-ionsko baterijo, 30-krat večjo od tradicionalnega superkondenzatorja.

Večja kot je energijska gostota, več energije je mogoče shraniti, več energije se shrani (z daljšo kilometrino vožnje električnih vozil). Če je teža opreme enaka, se lahko trenutna površinsko posredovana baterija in litij-ionske baterije uporabljajo za električna vozila, in ustanovitelj Nano Instrument in Angerstron Materials Company Joint ustanovitelj Jiang Bauz (Borz.jang) pravijo, da je naš površinsko posredovana baterija je podobna trenutni litij-ionski bateriji, lahko dodatno poveča gostoto energije, zato lahko izboljša tudi pot.

Načeloma pa se lahko površinsko posredovane baterije napolnijo v nekaj minutah (ne sme biti krajše od ene minute), ne pa urah, tako kot litij-ionska baterija, ki se uporablja v električnih vozilih. Jiang Bauldz in njegov partner v Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

in Angersmia Material Company sta objavila to študijo, ki je študija opreme za shranjevanje energije naslednje generacije, objavljena v najnovejšem "Nano Express" (Nanoletters). Obe podjetji sta specializirani za komercializacijo nanomaterialov, Angerstrong je največji svetovni proizvajalec nanogranita (NGPS: Nanographeneplatelets). Tako kot raziskovalci pojasnjujejo v svojih raziskavah, obstajajo lastne prednosti in slabosti pri shranjevanju energije, baterijah in superkondenzatorjih.

Čeprav je energijska gostota litij-ionskih baterij (120-150 vatov / kg) veliko višja od superkondenzatorja (5 vatov / kg), ima ta baterija nizko gostoto moči (1 kW / kg baterija), Primerjaj baterijo 10 kW / kg ). Številne raziskovalne skupine so si prizadevale dodati gostoto moči litij-ionske baterije, izboljšati gostoto energije superkondenzatorja, vendar imata ti dve področji še vedno velike izzive. Ker je dobavljen nov okvir, ga je mogoče uporabiti za naprave za shranjevanje energije, zato ta površinsko posredovana baterija omogoča raziskovalcem, da zaobidejo te izzive.

Razvijte to novo napravo za shranjevanje energije, s čimer boste zmanjšali vrzel med zmogljivostjo litij-ionske baterije in superkondenzatorja, je dejal Jiang Bauz. Še pomembneje je, da ta bistveno nov okvir za proizvodnjo naprav za shranjevanje energije omogoča raziskovalcem, da dosežejo visoko gostoto energije, a tudi visoko gostoto moči, ne da bi žrtvovali eno za drugo. Površinsko posredovana baterijska elektroda ima veliko površino, tako da se velika količina ionov hitro premika, kar prinaša hiter čas polnjenja.

Vir: Ključ do površinsko posredovane baterije ameriške kemije je, da katoda in anoda vsebujeta zelo veliko površino grafena. Pri izdelavi baterij so raziskovalci v anodo dali kovinski litij (v obliki delcev ali kovinske folije). V prvem ciklu praznjenja se litij ionizira, število prinesenih litijevih ionov je več kot v litij-ionski bateriji.

Ko se baterija uporablja, ti ioni migrirajo na katodo skozi tekoči elektrolit, v pore katode, da dosežejo veliko površino grafena v katodi. Med postopkom polnjenja velika količina toka litijevih ionov hitro migrira s katode na anodo. Zelo velika površina elektrode, tako da se velika količina ionov hitro premika, visoka moč in energijska gostota.

Raziskovalci so pojasnili, da površina porozne elektrode (namesto v blok elektrodi, kot je baterija v bateriji) ne porabi dolgotrajnega postopka vstavljanja. Med tem postopkom je treba med elektrode vstaviti litijeve ione, kar predstavlja pomemben čas polnjenja baterije. V tej študiji, čeprav so raziskovalci uporabili veliko število različnih vrst grafita, so bile pripravljene različne vrste grafena (oksidiran, reduciran enoslojni in večplastni grafen), vendar so bili ti materiali in konfiguracije dodatno analizirani za optimizacijo te naprave.

Po eni strani nameravajo raziskovalci nadalje preučiti življenjsko dobo te baterije. Zaenkrat ugotavljajo, da lahko te naprave po 1000 ciklih obdržijo 95 % zmogljivosti, tudi po 2000 ciklih še vedno ni znakov dendrita. Raziskovalci nameravajo razpravljati tudi o različnih mehanizmih za shranjevanje litija glede na zmogljivost opreme.

Ocenjujemo, da komercializacija površinsko posredovane baterijske tehnologije ne bo imela velikih ovir, je dejal Jiang Bauz. Čeprav se trenutni grafen prodaja po visoki ceni, Angerstron Materials Company aktivno širi proizvodno moč grafena. Pričakuje se, da se bodo v naslednjih 1-3 letih proizvodni stroški grafita znatno znižali.

KONTAKTIRAJ NAS
Samo povejte nam svoje zahteve, lahko naredimo več, kot si lahko predstavljate.
Pošljite povpraševanje
Chat with Us

Pošljite povpraševanje

Izberite drug jezik
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
Trenutni jezik:Slovenščina