Ang surface-mediated na baterya ay maaaring gawing ilang minuto lamang ang oras ng pag-charge ng electric vehicle

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Προμηθευτής φορητών σταθμών παραγωγής ενέργειας

Ihambing ang mga supercapacitor at baterya, tulad ng ipinapakita sa surface-mediated na baterya na mayroong tatlong magkakaibang kapal ng electrode, parehong mataas na densidad ng kuryente, at mataas na density ng enerhiya. Source: Nasaan ang American Chemistry Society, ito ay tulad ng isang pambihirang tagumpay sa isang teknolohiya ng baterya, ngunit ito ay hindi isang baterya. Nanotekinstruments, Inc.

at mga subsidiary nito, Angstronmaterials, Inc. ng Ohton, binuo Bagong detalye, na ginamit upang magdisenyo ng mga kagamitan sa pag-iimbak ng enerhiya, depende sa mabilis na shuttle ng isang malaking bilang ng mga lithium ions sa elektrod, ang elektrod na ito ay may malaking graphene na ibabaw. Ang device na ito ng pag-iimbak ng enerhiya ay maaaring maging lubhang kapaki-pakinabang para sa mga de-kuryenteng sasakyan, na maaaring mabawasan ang oras ng pag-charge, na pinaikli mula sa wala pang isang minuto mula sa mga oras.

Maaaring kabilang sa iba pang mga application ang renewable energy storage (hal., storage solar at wind energy) at smart grids. Sinabi ng mga mananaliksik na ang bagong device na ito ay isang lithium ion exchange na baterya para sa graphene surface function, o mas simple, surface-mediated na baterya (SMCS: Surface-Mediatedcells). Bagama&39;t ang kasalukuyang kagamitan ay gumagamit ng mga hindi pa nabubuksang materyales at istruktura, maaari na silang lumampas sa mga baterya at supercapacitor ng lithium-ion.

Ang bagong device na ito ay maaaring magbigay ng 100 kilowatts bawat kilowatt ng baterya, 100 beses na mas mataas kaysa sa komersyal na mga baterya ng lithium-ion, 10 beses na mas mataas kaysa sa supercapacitor. Kung mas mataas ang density ng kuryente, mas mabilis ang bilis ng paglipat ng enerhiya (maaaring magresulta sa mas mabilis na bilis ng pag-charge). Bilang karagdagan, ang bagong bateryang ito ay maaaring mag-imbak ng densidad ng enerhiya na 160 watts bawat kilo ng baterya, na maihahambing sa komersyalisadong baterya ng lithium-ion, 30 beses na mas mataas kaysa sa tradisyonal na supercapacitor.

Kung mas malaki ang density ng enerhiya, mas maraming enerhiya ang maiimbak, mas maraming enerhiya ang naiimbak (na may mas mahabang mileage sa pagmamaneho ng mga de-koryenteng sasakyan). Kung may parehong bigat ng kagamitan, ang kasalukuyang surface-mediated na baterya at mga lithium-ion na baterya ay maaaring gamitin para sa mga de-kuryenteng sasakyan, at ang founder ng Nano Instrument and Angerstron Materials Company Joint founder Jiang Bauz (Borz.jang) Sinasabi na ang aming surface-mediated na baterya ay katulad ng kasalukuyang lithium-ion na baterya, na maaari pang tumaas ang densidad ng enerhiya, upang mapahusay din nito ang itinerary.

Gayunpaman, sa prinsipyo, ang mga surface-mediated na baterya ay maaaring ma-charge sa loob ng ilang minuto (maaaring hindi bababa sa isang minuto), sa halip na mga oras, tulad ng lithium-ion na baterya na ginagamit sa mga de-kuryenteng sasakyan. Jiang Bauldz at ang kanyang kasosyo sa Nanotechnology Instrument Co., Ltd.

at Angersmia Material Company ay naglathala ng pag-aaral na ito, na siyang pag-aaral ng susunod na henerasyong kagamitan sa pag-iimbak ng enerhiya, na inilathala sa pinakabagong "Nano Express "(Nanoletters). Ang parehong kumpanya ay dalubhasa sa komersyalisasyon ng mga nanomaterial, ang Angerstrong ang pinakamalaking tagagawa ng nano-granite (NGPS: Nanographeneplatelets) sa buong mundo. Tulad ng ipinaliwanag ng mga mananaliksik sa kanilang pananaliksik, mayroong kanilang sariling mga lakas at kahinaan sa pag-iimbak ng enerhiya, mga baterya at mga supercapacitor.

Kahit na ang density ng enerhiya ng mga baterya ng lithium ion (120-150 watt / kg) ay mas mataas kaysa sa supercapacitor (5 watt / kg), ang baterya na ito ay may mababang density ng kapangyarihan (1 kW / kg na baterya) , Ihambing ang 10 kW / kg na baterya). Maraming mga research team ang nagsikap na idagdag ang power density ng lithium-ion na baterya, pagbutihin ang energy density ng supercapacitor, ngunit ang dalawang lugar na ito ay mayroon pa ring malalaking hamon. Dahil may ibinibigay na bagong framework, maaari itong gamitin para sa mga device sa pag-imbak ng enerhiya, kaya binibigyang-daan ng surface-mediated na baterya na ito ang mga mananaliksik na lampasan ang mga hamong ito.

Buuin ang bagong device na ito sa pag-iimbak ng enerhiya, paliitin ang agwat sa pagitan ng pagganap ng baterya ng lithium ion at supercapacitor, at sinabi ni Jiang Bauz. Higit sa lahat, ang panimulang bagong balangkas na ito para sa pagmamanupaktura ng mga kagamitan sa pag-iimbak ng enerhiya, na nagbibigay-daan sa mga mananaliksik na makamit ang mataas na density ng enerhiya, ngunit din ang mataas na density ng kapangyarihan, nang hindi sinasakripisyo ang isa&39;t isa. Ang surface-mediated na electrode ng baterya ay may malaking lugar sa ibabaw, kaya ang malaking halaga ng mga ions ay mabilis na nag-shuttle, na nagdadala ng mabilis na oras ng pag-charge.

Source: Ang susi sa surface-mediated na pagganap ng baterya ng American Chemistry, ay ang cathode at ang anode ay naglalaman ng napakalaking graphene surface. Kapag gumagawa ng mga baterya, inilalagay ng mga mananaliksik ang lithium metal (sa anyo ng mga particle o metal foil) sa anode. Sa unang ikot ng paglabas, ang lithium ay ionized, ang bilang ng mga lithium ions na dinala ng higit pa kaysa sa baterya ng lithium ion.

Kapag ginamit ang baterya, ang mga ion na ito ay lumilipat sa cathode sa pamamagitan ng likidong electrolyte, sa mga pores ng cathode upang maabot ang isang malaking ibabaw ng graphene sa cathode. Sa panahon ng proseso ng pag-charge, mabilis na lumilipat ang malaking halaga ng lithium ion flux mula sa cathode patungo sa anode. Napakalaking lugar ng ibabaw ng elektrod, upang ang isang malaking halaga ng mga ions ay mabilis na nag-shuttle, mataas na kapangyarihan at density ng enerhiya.

Ipinaliwanag ng mga mananaliksik na ang ibabaw ng porous electrode (sa halip na sa block electrode, tulad ng baterya sa baterya), ay hindi kumakain ng proseso ng pagpasok ng oras. Sa prosesong ito, ang mga lithium ions ay dapat na maipasok sa pagitan ng mga electrodes, na bumubuo ng isang mahalagang oras ng pag-charge ng baterya. Sa pag-aaral na ito, bagama&39;t ang mga mananaliksik ay gumamit ng maraming iba&39;t ibang uri ng graphite, iba&39;t ibang uri ng graphene (oxidized, reduced single-layer at multi-layer graphene) ang inihanda, ngunit ang mga materyales at configuration na ito ay higit pang sinuri upang ma-optimize ang device na ito.

Sa isang banda, plano ng mga mananaliksik na pag-aralan pa ang cycle life ng bateryang ito. Sa ngayon, nalaman nila na ang mga device na ito ay maaaring mapanatili ang 95% na kapasidad pagkatapos ng 1000 cycle, kahit na pagkatapos ng 2000 cycle, wala pa ring indikasyon ng dendrite. Plano din ng mga mananaliksik na talakayin, iba&39;t ibang mga mekanismo ng pag-iimbak ng lithium na may kaugnayan sa pagganap ng kagamitan.

Tinatantya namin na ang komersyalisasyon ng surface-mediated na teknolohiya ng baterya ay hindi magkakaroon ng anumang malalaking hadlang, at sinabi ni Jiang Bauz. Bagama&39;t ang kasalukuyang graphene ay ibinebenta sa mataas na presyo, ang Angerstron Materials Company ay aktibong nagpapalawak ng lakas ng produksyon ng graphene. Inaasahan na sa susunod na 1-3 taon, ang halaga ng produksyon ng grapayt ay makabuluhang mababawasan.