Det ytmedierade batteriet kan göra elfordonets laddningstid bara några minuter

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Pārnēsājamas spēkstacijas piegādātājs

Jämför superkondensatorer och batterier, som visas i det ytmedierade batteriet som har tre olika elektrodtjocklekar, både hög effekttäthet och hög energitäthet. Källa: Var är American Chemistry Society, det är som ett genombrott i en batteriteknik, men det är inte ett batteri. Nanotekinstruments, Inc.

och dess dotterbolag, Angstronmaterials, Inc. från Ohton, utvecklad Ny specifikation, som används för att designa energilagringsutrustning, beroende på den snabba överföringen av ett stort antal litiumjoner i elektroden, har denna elektrod en stor grafenyta. Denna energilagringsenhet kan visa sig mycket användbar för elfordon, vilket kan minska laddningstiden, förkortad från mindre än en minut från timmar.

Andra tillämpningar kan vara lagring av förnybar energi (t.ex. lagring av sol- och vindenergi) och smarta nät. Forskarna sa att den här nya enheten är ett litiumjonbytesbatteri för grafenytfunktion, eller enklare, ytmedierat batteri (SMCS: Surface-Mediatedcells). Även om nuvarande utrustning använder oöppnade material och strukturer, kan de redan överskrida litiumjonbatterier och superkondensatorer.

Den här nya enheten kan leverera 100 kilowatt per kilowatt batteri, 100 gånger högre än kommersiella litiumjonbatterier, 10 gånger högre än superkondensator. Ju högre effekttäthet, desto snabbare är energiöverföringshastigheten (kan resultera i en snabbare laddningshastighet). Dessutom kan detta nya batteri lagra energitätheten på 160 watt per kilogram batteri, vilket är jämförbart med det kommersialiserade litiumjonbatteriet, 30 gånger högre än den traditionella superkondensatorn.

Ju större energitäthet, desto mer energi kan lagras, desto mer energi lagras (med en längre körsträcka för elfordon). Om det finns samma utrustningsvikt kan det nuvarande ytmedierade batteriet och litiumjonbatterier användas för elfordon, och grundaren av Nano Instrument och Angerstron Materials Company Joint founder Jiang Bauz (Borz.jang) Det sägs att vårt ytmedierade batteri liknar det nuvarande litiumjonbatteriet, kan ytterligare öka energitätheten, så det kan också förbättra resvägen.

Men i princip kan ytmedierade batterier laddas på några minuter (får inte vara mindre än en minut), snarare än timmar, precis som litiumjonbatteriet som används i elfordon. Jiang Bauldz och hans partner i Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

och Angersmia Material Company har publicerat denna studie, som är studien av nästa generations energilagringsutrustning, publicerad i den senaste "Nano Express" (Nanoletters). Båda företagen är specialiserade på kommersialisering av nanomaterial, Angerstrong är världens största tillverkare av nanogranit (NGPS: Nanographeneplatelets). Precis som forskare förklarar i sin forskning finns det sina egna styrkor och svagheter inom energilagring, batterier och superkondensatorer.

Även om energitätheten för litiumjonbatterier (120-150 watt / kg) är mycket högre än superkondensatorn (5 watt / kg), har detta batteri en låg effekttäthet (1 kW / kg batteri) , Jämför 10 kW / kg batteri). Många forskarlag har ansträngt sig för att lägga till krafttätheten hos litiumjonbatteriet, förbättra superkondensatorns energitäthet, men dessa två områden har fortfarande stora utmaningar. Eftersom ett nytt ramverk levereras kan det användas för energilagringsenheter, så detta ytmedierade batteri tillåter forskare att kringgå dessa utmaningar.

Utveckla denna nya energilagringsenhet, minska klyftan mellan prestanda hos litiumjonbatteriet och superkondensatorn, och Jiang Bauz sa. Ännu viktigare är detta fundamentalt nya ramverk för tillverkning av energilagringsenheter, vilket gör det möjligt för forskare att uppnå hög energitäthet, men också hög effekttäthet, utan att offra varandra. Den ytmedierade batterielektroden har en stor yta, så att den stora mängden joner snabbt skjuts, vilket ger snabb laddningstid.

Källa: Nyckeln till den ytmedierade batteriprestandan hos American Chemistry är katoden och anoden innehåller mycket stor grafenyta. Vid tillverkning av batterier lägger forskare litiummetall (i form av partiklar eller metallfolie) i anoden. I den första urladdningscykeln joniseras litium, antalet litiumjoner som tas med mer än i litiumjonbatteriet.

När batteriet används migrerar dessa joner till katoden genom den flytande elektrolyten, in i katodens porer för att nå en stor grafenyta i katoden. Under laddningsprocessen migrerar en stor mängd litiumjonflöde snabbt från katoden till anoden. Mycket stor elektrodyta, så att en stor mängd joner snabbt skjuts, hög effekt och energitäthet.

Forskarna förklarade att ytan på den porösa elektroden (snarare än i blockelektroden, som batteriet i batteriet), inte förbrukar tidskrävande insättningsprocess. Under denna process måste litiumjoner föras in mellan elektroderna, vilket utgör en viktig batteriladdningstid. I denna studie, även om forskarna använde ett stort antal olika typer av grafit, förbereddes olika typer av grafen (oxiderad, reducerad enskikts- och flerskiktsgrafen), men dessa material och konfigurationer analyserades ytterligare för att optimera denna enhet.

Å ena sidan planerar forskarna att ytterligare studera livslängden för detta batteri. Hittills har de funnit att dessa enheter kan behålla 95 % kapacitet efter 1000 cykler, även efter 2000 cykler finns det fortfarande ingen indikation på dendrit. Forskare planerar också att diskutera olika litiumlagringsmekanismer i förhållande till utrustningens prestanda.

Vi uppskattar att kommersialiseringen av den ytmedierade batteriteknologin inte kommer att ha några stora hinder, och Jiang Bauz sa. Även om den nuvarande grafenen säljs till ett högt pris, utökar Angerstron Materials Company aktivt produktionsstyrkan för grafen. Det förväntas att under de kommande 1-3 åren kommer produktionskostnaden för grafit att minska avsevärt.