Yuzaki vositachi batareya elektr transport vositasini zaryad qilish vaqtini bir necha daqiqaga etkazishi mumkin

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Proveïdor de centrals portàtils

Uch xil elektrod qalinligi, ham yuqori quvvat zichligi, ham yuqori energiya zichligi bo&39;lgan sirt vositachiligidagi batareyada ko&39;rsatilganidek, superkondensatorlar va batareyalarni solishtiring. Manba: Amerika Kimyo Jamiyati qayerda, bu batareya texnologiyasidagi yutuqga o&39;xshaydi, lekin bu batareya emas. Nanotekinstruments, Inc.

va uning sho&39;&39;ba korxonalari, Angstronmaterials, Inc. Elektroddagi ko&39;p sonli litiy ionlarining tez harakatlanishiga qarab energiya saqlash uskunalarini loyihalash uchun ishlatiladigan yangi spetsifikatsiya ishlab chiqilgan, bu elektrod katta grafen yuzasiga ega. Ushbu energiya saqlash qurilmasi elektr transport vositalari uchun juda foydali bo&39;lishi mumkin, bu zaryadlash vaqtini soatlab bir daqiqadan kamroq qisqartirishi mumkin.

Boshqa ilovalar qayta tiklanadigan energiyani saqlash (masalan, quyosh va shamol energiyasini saqlash) va aqlli tarmoqlarni o&39;z ichiga olishi mumkin. Tadqiqotchilarning ta&39;kidlashicha, ushbu yangi qurilma grafen sirt funktsiyasi uchun litiy-ion almashinadigan batareya yoki oddiyroq, sirt vositachi batareyadir (SMCS: Surface-Mediatedcells). Amaldagi uskunalar ochilmagan materiallar va tuzilmalardan foydalansa-da, ular allaqachon lityum-ionli batareyalar va superkondensatorlardan oshib ketishi mumkin.

Ushbu yangi qurilma har kilovatt batareyaga 100 kilovatt quvvat berishi mumkin, bu tijorat litiy-ion batareyalaridan 100 baravar yuqori, superkondensatordan 10 baravar yuqori. Quvvat zichligi qanchalik yuqori bo&39;lsa, energiya uzatish tezligi tezroq bo&39;ladi (tezroq zaryadlash tezligiga olib kelishi mumkin). Bundan tashqari, ushbu yangi akkumulyator batareyaning kilogrammi uchun 160 vatt energiya zichligini saqlashi mumkin, bu an&39;anaviy superkondensatordan 30 baravar yuqori, tijoratlashtirilgan lityum-ion batareyasi bilan solishtirish mumkin.

Energiya zichligi qanchalik katta bo&39;lsa, shuncha ko&39;p energiya saqlanishi mumkin, shuncha ko&39;p energiya saqlanadi (elektr transport vositalarining uzoqroq haydash kilometri bilan). Uskunaning og&39;irligi bir xil bo&39;lsa, hozirgi sirt vositachi batareya va litiy-ion batareyalar elektr transport vositalari uchun ishlatilishi mumkin va Nano Instrument va Angerstron Materials kompaniyasining asoschisi Jiang Bauz (Borz.jang) Aytishlaricha, bizning sirt vositachiligidagi batareyamiz hozirgi lityum-ion batareyaga o&39;xshaydi, shuningdek, energiyani yanada oshirishi mumkin.

Biroq, printsipial jihatdan, elektr transport vositalarida qo&39;llaniladigan lityum-ion batareyasi kabi, sirt vositachiligidagi batareyalar soatlab emas, balki bir necha daqiqada (bir daqiqadan kam bo&39;lmasligi mumkin) zaryadlanishi mumkin. Jiang Bauldz va uning hamkori Nanotexnology Instrument Co., Ltd.

va Angersmia Material kompaniyasi ushbu tadqiqotni nashr etdi, bu yangi avlod energiya saqlash uskunalarini o&39;rganish bo&39;lib, eng so&39;nggi "Nano Express" (Nanoletters) da nashr etilgan. Ikkala kompaniya ham nanomateriallarni tijoratlashtirishga ixtisoslashgan, Angerstrong dunyodagi eng yirik nano-granit (NGPS: Nanographeneplatelets) ishlab chiqaruvchisi. Tadqiqotchilar o&39;z tadqiqotlarida tushuntirganidek, energiyani saqlash, batareyalar va superkondensatorlarda o&39;zlarining kuchli va zaif tomonlari mavjud.

Lityum ionli batareyalarning energiya zichligi (120-150 vatt / kg) superkondensatordan (5 vatt / kg) ancha yuqori bo&39;lsa-da, bu batareyaning quvvat zichligi past (1 kVt / kg batareya) , 10 kVt / kg batareyani solishtiring). Ko&39;pgina tadqiqot guruhlari lityum-ion batareyaning quvvat zichligini qo&39;shish, superkondensatorning energiya zichligini yaxshilash uchun harakat qilishdi, ammo bu ikki sohada hali ham katta qiyinchiliklar mavjud. Yangi ramka taqdim etilganligi sababli, u energiya saqlash qurilmalari uchun ishlatilishi mumkin, shuning uchun bu sirt vositachiligidagi batareya tadqiqotchilarga ushbu qiyinchiliklarni chetlab o&39;tishga imkon beradi.

Lityum ion batareyasi va superkondensatorning ishlashi o&39;rtasidagi farqni qisqartirish uchun ushbu yangi energiya saqlash qurilmasini ishlab chiqing va dedi Jiang Bauz. Eng muhimi, energiya saqlash qurilmalarini ishlab chiqarish uchun yangi asos bo&39;lib, tadqiqotchilarga bir-birini qurbon qilmasdan yuqori energiya zichligiga, balki yuqori quvvat zichligiga erishishga imkon beradi. Yuzaki vositachi batareya elektrodi katta sirt maydoniga ega, shuning uchun katta miqdordagi ionlar tezda harakatlanadi va tez zaryadlash vaqtini keltiradi.

Manba: Amerika kimyosining sirt vositasida batareya ishlashining kaliti katod va anodda juda katta grafen yuzasi mavjud. Batareyalarni ishlab chiqarishda tadqiqotchilar anodga lityum metallni (zarrachalar yoki metall folga shaklida) qo&39;yishadi. Birinchi tushirish tsiklida lityum ionlashtiriladi, litiy ionlari soni lityum ion batareyasiga qaraganda ko&39;proq keltiriladi.

Batareyadan foydalanilganda, bu ionlar suyuqlik elektrolitlari orqali katodga, katoddagi katta grafen yuzasiga erishish uchun katodning teshiklariga o&39;tadi. Zaryadlash jarayonida katta miqdordagi lityum ion oqimi katoddan anodga tez o&39;tadi. Juda katta elektrod sirt maydoni, shuning uchun katta miqdordagi ionlar tezda harakatlanadi, yuqori quvvat va energiya zichligi.

Tadqiqotchilar, g&39;ovakli elektrodning yuzasi (batareyadagi akkumulyator kabi blok elektrodda emas, balki) ko&39;p vaqt talab qiladigan kiritish jarayonini talab qilmasligini tushuntirdi. Ushbu jarayon davomida elektrodlar orasiga lityum ionlari kiritilishi kerak, bu batareyani zaryad qilishning muhim vaqtini tashkil qiladi. Ushbu tadqiqotda, tadqiqotchilar juda ko&39;p sonli har xil turdagi grafitlardan foydalangan bo&39;lsalar-da, har xil turdagi grafenlar (oksidlangan, kamaytirilgan bir qatlamli va ko&39;p qatlamli grafen) tayyorlangan, ammo ushbu materiallar va konfiguratsiyalar ushbu qurilmani optimallashtirish uchun qo&39;shimcha tahlil qilingan.

Bir tomondan, tadqiqotchilar ushbu akkumulyatorning aylanish muddatini yanada o‘rganishni rejalashtirmoqda. Hozirgacha ular ushbu qurilmalar 1000 tsikldan keyin 95% quvvatni saqlab qolishi mumkinligini aniqladilar, hatto 2000 tsikldan keyin ham dendrit haqida hech qanday ma&39;lumot yo&39;q. Tadqiqotchilar, shuningdek, uskunaning ishlashiga nisbatan turli xil lityum saqlash mexanizmlarini muhokama qilishni rejalashtirmoqdalar.

Biz taxmin qilamizki, yuzaki vositachilik batareyasi texnologiyasini tijoratlashtirish hech qanday katta to&39;siqlarga ega bo&39;lmaydi, dedi Jiang Bauz. Hozirgi grafen yuqori narxda sotilsa-da, Angerstron Materials kompaniyasi grafen ishlab chiqarish quvvatini faol ravishda kengaytirmoqda. Kelgusi 1-3 yil ichida grafitning ishlab chiqarish tannarxi sezilarli darajada kamayishi kutilmoqda.