Oplad 70 % nyt gennembrud på få minutter

Lithium-batterier er velkendte elektroniske produkter, som nu bruges i mobiltelefoner, notebook-computere og elbiler. Men lithium-batterier er også kendt for deres lange levetid og korte levetid. For nylig udviklede et hold fra Singapores Nanyang Technological University (Nanyang Technological University) en ny type faste. Dette batteri kan lades fuldt op med 70 % af strømmen på to minutter og kan bruges i 20 år, hvilket er 10 gange længere end batteriet på det tidspunkt.

Lithiumbatterier er hovedsageligt sammensat af positiv elektrodeinformation (såsom lithiumkoboltilt), elektrolyt- og negativ elektrodeinformation (såsom grafit). Under opladningsprocessen udfældes lithium-ioner fra anodens lithium-cobolt-oxygengitter og indlejres i flagegrafitten gennem elektrolytten. Under afladningsprocessen undslipper lithiumioner fra flagegrafitgitteret og indsættes i lithiumkoboltilten gennem elektrolytten. Lithium-batterier kaldes også gyngestolsbatterier, fordi de overføres frem og tilbage mellem de positive og negative elektroder under op- og afladning. I de senere år har forskere udviklet nye typer lithium-batterier, især lithium-svovlbatterier med stor kapacitet, lithium-iltbatterier og nano-siliciumbatterier, men på grund af deres kaotiske sammensætning, høje omkostninger og korte levetid har mange effekter. ikke er blevet forfremmet.

Traditionelle lithiumbatterier kan ikke oplades hurtigt, primært på grund af grafitelektrodernes sikkerhedsegenskaber. Når batteriet fungerer, dannes en solid elektrolytmembran på overfladen af ​​elektroden, som vil blokere for lithium-ioners fodspor og sænke deres hastighed. Det karakteristiske ved denne nye type lithiumbatteri er, at den bruger ultralang titaniumdioxid nanorørgel som katode i stedet for traditionelle grafitmaterialer. Dette nye materiale danner ikke en elektrolytmembran, og lithium-ioner kan indsættes hurtigt, hvorved der opnås hurtig opladning. På grund af den specielle struktur af den endimensionelle titaniumdioxid nanogel har det nye batteri opnået et gennembrud med hensyn til levetid, som kan genbruges titusindvis af gange. For en dags pris kan den bruges i mere end 20 år. Derudover har titandioxid (almindeligvis kendt som titaniumdioxid), der anvendes i denne undersøgelse, lave omkostninger, nem behandling, god repeterbarhed, høj pålidelighed og kan problemfrit forbindes med den eksisterende teknologi, og dens industrielle anvendelsesmuligheder er meget brede.

Lithium-batterier kom ud i 1970’erne. I 1991 introducerede Sony de første kommercielle lithiumbatterier, som revolutionerede forbrugerelektronik. Selvom lithiumbatterier har været meget brugt, har deres batterilevetid og levetid ikke opnået effektive gennembrud, hvilket også begrænser den hurtige udvikling af elektriske køretøjer og andre industrier. Dette nye gennembrud kan have vidtrækkende virkninger på mange områder. I mobile enheder kan nye batterier forhindre obligatorisk afskærmning af visse elektroniske enheder. Elbilindustrien vil også have stor gavn, ikke kun fordi ladetiden kan reduceres fra et par timer til et par minutter, men også fordi brugerne ikke skal skifte de dyre batterier (som koster omkring 10,000 USD) for yderligere at fremme fordelene ved elektriske køretøjer.

Men på nuværende tidspunkt står udviklingen af ​​lithium-batterier over for en flaskehals: Hvis du vil øge kapaciteten, skal du ofre opladningshastighed og cykluslevetid, hvilket er svært at opretholde høj kapacitet. For at udskifte batterier i fremtiden er det på den ene side nødvendigt at fremme forskningen i sikkerhedsfunktioner såsom faste og halvfaste elektrolytter, på den anden side er det nødvendigt at fremskynde forskning og udvikling af stor kapacitet katodedata for at opnå et gennembrud i lithiumbatteriers energitæthed. Sammenfattende skal de positive og negative elektroder og elektrolytdata fra batteriet arbejde sammen for at gøre større fremskridt med hensyn til form og kapacitet.