แบตเตอรี่ที่ใช้พื้นผิวเป็นสื่อกลางทำให้เวลาในการชาร์จรถยนต์ไฟฟ้าใช้เวลาเพียงไม่กี่นาที

2022/04/08

ผู้เขียน :Iflowpower –ผู้จัดจำหน่ายสถานีไฟฟ้าแบบพกพา

เปรียบเทียบตัวเก็บประจุยิ่งยวดและแบตเตอรี่ ตามที่แสดงในแบตเตอรี่แบบพื้นผิวที่มีความหนาอิเล็กโทรดต่างกันสามแบบ ทั้งความหนาแน่นของพลังงานสูงและความหนาแน่นของพลังงานสูง ที่มา: American Chemistry Society อยู่ที่ไหน มันเหมือนกับความก้าวหน้าของเทคโนโลยีแบตเตอรี่ แต่ไม่ใช่แบตเตอรี่ Nanotekinstruments, Inc.

และบริษัทในเครือ Angstronmaterials, Inc. ของ Ohton ได้พัฒนาข้อกำหนดใหม่ ซึ่งใช้ในการออกแบบอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน ขึ้นอยู่กับการเคลื่อนตัวอย่างรวดเร็วของลิเธียมไอออนในอิเล็กโทรด อิเล็กโทรดนี้มีพื้นผิวกราฟีนขนาดใหญ่ อุปกรณ์กักเก็บพลังงานนี้สามารถพิสูจน์ได้ว่ามีประโยชน์มากสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า ซึ่งสามารถลดเวลาในการชาร์จ ซึ่งสั้นลงจากเวลาไม่ถึงนาทีจากชั่วโมง

การใช้งานอื่นๆ อาจรวมถึงการจัดเก็บพลังงานหมุนเวียน (เช่น การจัดเก็บพลังงานแสงอาทิตย์และพลังงานลม) และกริดอัจฉริยะ นักวิจัยกล่าวว่าอุปกรณ์ใหม่นี้เป็นแบตเตอรี่แลกเปลี่ยนลิเธียมไอออนสำหรับฟังก์ชันพื้นผิวกราฟีน หรือเรียกง่ายๆ ว่าแบตเตอรี่ที่ใช้พื้นผิวเป็นสื่อกลาง (SMCS: Surface-Mediatedcells) แม้ว่าอุปกรณ์ในปัจจุบันจะใช้วัสดุและโครงสร้างที่ยังไม่ได้เปิด แต่ก็สามารถเกินแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและตัวเก็บประจุยิ่งยวดได้แล้ว

อุปกรณ์ใหม่นี้สามารถจ่ายพลังงานให้กับแบตเตอรี่ได้ 100 กิโลวัตต์ต่อกิโลวัตต์ สูงกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ 100 เท่า สูงกว่าตัวเก็บประจุแบบซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ 10 เท่า ยิ่งความหนาแน่นของพลังงานสูง ความเร็วในการถ่ายโอนพลังงานก็จะยิ่งเร็วขึ้น (อาจส่งผลให้ความเร็วในการชาร์จเร็วขึ้น) นอกจากนี้ แบตเตอรี่ใหม่นี้สามารถเก็บพลังงานความหนาแน่น 160 วัตต์ต่อกิโลกรัมของแบตเตอรี่ ซึ่งเทียบได้กับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเชิงพาณิชย์ ซึ่งสูงกว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์แบบเดิม 30 เท่า

ยิ่งความหนาแน่นของพลังงานมากเท่าไร ก็ยิ่งเก็บพลังงานได้มากเท่านั้น ก็ยิ่งเก็บพลังงานได้มากเท่านั้น (ด้วยระยะทางในการขับขี่ที่นานขึ้นสำหรับรถยนต์ไฟฟ้า) หากมีน้ำหนักอุปกรณ์เท่ากัน แบตเตอรี่ที่ใช้พื้นผิวและแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบันสามารถใช้กับรถยนต์ไฟฟ้า และผู้ก่อตั้งร่วม Nano Instrument และ Angerstron Materials Company Jiang Bauz (Borz.jang) ได้กล่าวว่าเรา แบตเตอรี่ที่ใช้พื้นผิวเป็นสื่อกลางคล้ายกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนในปัจจุบัน สามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานเพิ่มเติม ดังนั้นจึงสามารถปรับปรุงแผนการเดินทางได้

อย่างไรก็ตาม โดยหลักการแล้ว แบตเตอรี่ที่ใช้พื้นผิวเป็นสื่อกลางสามารถชาร์จได้ในเวลาไม่กี่นาที (อาจไม่น้อยกว่าหนึ่งนาที) แทนที่จะเป็นชั่วโมง เช่นเดียวกับแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนที่ใช้ในรถยนต์ไฟฟ้า Jiang Bauldz และหุ้นส่วนของเขาใน Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

และ Angersmia Material Company ได้ตีพิมพ์ผลการศึกษานี้ ซึ่งเป็นการศึกษาอุปกรณ์กักเก็บพลังงานยุคหน้า ซึ่งตีพิมพ์ใน "Nano Express" ล่าสุด (Nanoletters) บริษัททั้งสองแห่งมีความเชี่ยวชาญในการจำหน่ายวัสดุนาโนเชิงพาณิชย์ Angerstrong เป็นผู้ผลิตหินแกรนิตนาโน (NGPS: Nanographeneplatelets) ที่ใหญ่ที่สุดในโลก เช่นเดียวกับที่นักวิจัยอธิบายในการวิจัย มีจุดแข็งและจุดอ่อนในการจัดเก็บพลังงาน แบตเตอรี่ และตัวเก็บประจุยิ่งยวด

แม้ว่าความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน (120-150 วัตต์/กก.) จะสูงกว่าซุปเปอร์คาปาซิเตอร์ (5 วัตต์/กก.) มาก) แต่แบตเตอรี่นี้มีความหนาแน่นของพลังงานต่ำ (แบตเตอรี่ 1 กิโลวัตต์/กก.) เปรียบเทียบแบตเตอรี่ 10 กิโลวัตต์/กก. ). ทีมวิจัยจำนวนมากได้พยายามเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน ปรับปรุงความหนาแน่นของพลังงานของ supercapacitor แต่ทั้งสองส่วนนี้ยังคงมีความท้าทายที่สำคัญ เนื่องจากมีการจัดหาเฟรมเวิร์กใหม่ จึงสามารถใช้สำหรับอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน ดังนั้นแบตเตอรี่ที่ใช้พื้นผิวนี้จะช่วยให้นักวิจัยสามารถหลีกเลี่ยงความท้าทายเหล่านี้ได้

พัฒนาอุปกรณ์กักเก็บพลังงานใหม่นี้ เพื่อลดช่องว่างระหว่างประสิทธิภาพของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและตัวเก็บประจุยิ่งยวด และ Jiang Bauz กล่าว ที่สำคัญกว่านั้น เฟรมเวิร์กพื้นฐานใหม่นี้สำหรับการผลิตอุปกรณ์กักเก็บพลังงาน ช่วยให้นักวิจัยบรรลุความหนาแน่นของพลังงานสูง แต่ยังมีความหนาแน่นของพลังงานสูง โดยไม่ต้องเสียสละเพื่อกันและกัน อิเล็กโทรดของแบตเตอรี่ที่ใช้พื้นผิวเป็นสื่อกลางนั้นมีพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ เพื่อให้ไอออนจำนวนมากเคลื่อนที่อย่างรวดเร็ว ทำให้ใช้เวลาในการชาร์จอย่างรวดเร็ว

ที่มา: กุญแจสู่ประสิทธิภาพแบตเตอรี่ที่ใช้พื้นผิวเป็นสื่อกลางของ American Chemistry คือแคโทดและแอโนดมีพื้นผิวกราฟีนขนาดใหญ่มาก ในการผลิตแบตเตอรี่ นักวิจัยใส่โลหะลิเธียม (ในรูปของอนุภาคหรือฟอยล์โลหะ) ลงในขั้วบวก ในรอบการคายประจุครั้งแรก ลิเธียมจะถูกทำให้แตกตัวเป็นไอออน จำนวนลิเธียมไอออนที่นำมาซึ่งมากกว่าในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออน

เมื่อใช้แบตเตอรี่ ไอออนเหล่านี้จะย้ายไปยังแคโทดผ่านอิเล็กโทรไลต์เหลว เข้าไปในรูพรุนของแคโทดเพื่อไปถึงพื้นผิวกราฟีนขนาดใหญ่ในแคโทด ในระหว่างกระบวนการชาร์จ ฟลักซ์ลิเธียมไอออนจำนวนมากจะย้ายจากแคโทดไปยังแอโนดอย่างรวดเร็ว พื้นที่ผิวอิเล็กโทรดขนาดใหญ่มาก เพื่อให้ไอออนจำนวนมากส่งผ่านอย่างรวดเร็ว มีพลังงานสูงและความหนาแน่นของพลังงานสูง

นักวิจัยอธิบายว่าพื้นผิวของอิเล็กโทรดที่มีรูพรุน (แทนที่จะอยู่ในอิเล็กโทรดบล็อก เช่น แบตเตอรี่ในแบตเตอรี่) ไม่เปลืองเวลาในกระบวนการเสียบ ในระหว่างกระบวนการนี้ ต้องใส่ลิเธียมไอออนระหว่างอิเล็กโทรด ซึ่งเป็นเวลาสำคัญในการชาร์จแบตเตอรี่ ในการศึกษานี้ แม้ว่านักวิจัยจะใช้กราไฟท์ประเภทต่างๆ เป็นจำนวนมาก แต่ได้มีการเตรียมกราฟีนประเภทต่างๆ (ออกซิไดซ์ กราฟีนชั้นเดียวที่ลดลงและหลายชั้น) แต่วัสดุและการกำหนดค่าเหล่านี้ได้รับการวิเคราะห์เพิ่มเติมเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพอุปกรณ์นี้

ในอีกด้านหนึ่ง นักวิจัยวางแผนที่จะศึกษาอายุการใช้งานของแบตเตอรี่นี้เพิ่มเติม จนถึงตอนนี้ พวกเขาพบว่าอุปกรณ์เหล่านี้สามารถรักษาความจุได้ 95% หลังจาก 1,000 รอบ แม้ว่าจะผ่านไป 2,000 รอบแล้ว ก็ยังไม่มีข้อบ่งชี้ของเดนไดรต์ นักวิจัยยังวางแผนที่จะหารือเกี่ยวกับกลไกการจัดเก็บลิเธียมที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับประสิทธิภาพของอุปกรณ์

เราคาดว่าการจำหน่ายเทคโนโลยีแบตเตอรี่แบบพื้นผิวเป็นสื่อกลางจะไม่มีอุปสรรคใหญ่หลวงใดๆ และ Jiang Bauz กล่าว แม้ว่ากราฟีนในปัจจุบันจะขายได้ในราคาที่สูง แต่บริษัท Angerstron Materials ก็กำลังขยายความแข็งแกร่งในการผลิตกราฟีนอย่างแข็งขัน คาดว่าในอีก 1-3 ปีข้างหน้า ต้นทุนการผลิตกราไฟท์จะลดลงอย่างมาก

ติดต่อเรา
เพียงแค่บอกความต้องการของคุณเราสามารถทำได้มากกว่าที่คุณสามารถจินตนาการได้
ส่งคำถามของคุณ
Chat with Us

ส่งคำถามของคุณ

เลือกภาษาอื่น
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
ภาษาปัจจุบัน:ภาษาไทย