Laden Sie in wenigen Minuten 70% neuen Durchbruch auf

Lithiumbatterien sind bekannte elektronische Produkte, die heute in Mobiltelefonen, Notebooks und Elektroautos verwendet werden. Lithiumbatterien sind aber auch für ihre lange Lebensdauer und kurze Lebensdauer bekannt. Vor kurzem hat ein Team der Nanyang Technological University (Nanyang Technological University) in Singapur eine neue Art von Fasten entwickelt. Dieser Akku kann in zwei Minuten mit 70% der Leistung vollständig aufgeladen werden und kann 20 Jahre lang verwendet werden, was 10 Mal länger ist als der Akku zu diesem Zeitpunkt.

Lithiumbatterien bestehen hauptsächlich aus positiven Elektrodeninformationen (wie Lithium-Kobalt-Sauerstoff), Elektrolyt- und negativen Elektrodeninformationen (wie Graphit). Beim Ladevorgang fallen Lithiumionen aus dem Lithium-Kobalt-Sauerstoff-Gitter der Anode aus und werden durch den Elektrolyten in den Flockengraphit eingebettet. Beim Entladevorgang entweichen Lithiumionen aus dem Lamellengraphitgitter und werden durch den Elektrolyten in den Lithium-Kobalt-Sauerstoff eingebracht. Lithiumbatterien werden auch Schaukelstuhlbatterien genannt, weil sie beim Laden und Entladen zwischen den positiven und negativen Elektroden hin und her wechseln. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler neue Arten von Lithiumbatterien entwickelt, insbesondere Lithium-Schwefel-Batterien mit hoher Kapazität, Lithium-Sauerstoff-Batterien und Nano-Silizium-Batterien, die jedoch aufgrund ihrer chaotischen Zusammensetzung, hohen Kosten und kurzen Lebensdauer viele Auswirkungen haben wurden nicht gefördert.

Herkömmliche Lithiumbatterien können nicht schnell geladen werden, hauptsächlich wegen der Sicherheitseigenschaften von Graphitelektroden. Wenn die Batterie arbeitet, bildet sich auf der Oberfläche der Elektrode eine Festelektrolytmembran, die die Schritte von Lithium-Ionen blockiert und ihre Geschwindigkeit verlangsamt. Die Besonderheit dieser neuartigen Lithiumbatterie besteht darin, dass sie anstelle von herkömmlichen Graphitmaterialien ein ultralanges Titandioxid-Nanotube-Gel als Kathode verwendet. Dieses neue Material bildet keine Elektrolytmembran und Lithium-Ionen können schnell eingebracht werden, wodurch eine schnelle Aufladung erreicht wird. Durch die spezielle Struktur des eindimensionalen Titandioxid-Nanogels ist der neuen Batterie ein Durchbruch in Sachen Lebensdauer gelungen, der sich zehntausendfach recyceln lässt. Zum Preis eines Tages kann es mehr als 20 Jahre lang verwendet werden. Darüber hinaus weist das in dieser Studie verwendete Titandioxid (allgemein bekannt als Titandioxid) geringe Kosten, einfache Verarbeitung, gute Wiederholbarkeit, hohe Zuverlässigkeit auf und kann nahtlos mit der bestehenden Technologie verbunden werden, und seine industriellen Anwendungsaussichten sind sehr breit.

Lithiumbatterien kamen in den 1970er Jahren auf den Markt. 1991 stellte Sony die ersten kommerziellen Lithiumbatterien vor, die die Unterhaltungselektronik revolutionierten. Obwohl Lithiumbatterien weit verbreitet sind, haben ihre Batterielebensdauer und -lebensdauer keine effektiven Durchbrüche erreicht, was auch die schnelle Entwicklung von Elektrofahrzeugen und anderen Industrien einschränkt. Dieser neue Durchbruch kann in vielen Bereichen weitreichende Auswirkungen haben. Bei mobilen Geräten können neue Batterien die obligatorische Abschirmung bestimmter elektronischer Geräte verhindern. Auch die Elektrofahrzeugindustrie wird stark profitieren, nicht nur, weil die Ladezeit von wenigen Stunden auf wenige Minuten verkürzt werden kann, sondern auch, weil die Benutzer die teuren Batterien (kostet etwa 10,000 US-Dollar) nicht wechseln müssen, um die Vorteile der elektrische Fahrzeuge.

Derzeit steht die Entwicklung von Lithiumbatterien jedoch vor einem Flaschenhals: Wer die Kapazität erhöhen will, muss auf Ladegeschwindigkeit und Zyklenlebensdauer verzichten, die eine hohe Kapazität nur schwer aufrechtzuerhalten ist. Um Batterien zukünftig zu ersetzen, ist es notwendig, einerseits die Forschung zu Sicherheitsmerkmalen wie Fest- und Halbfestelektrolyten voranzutreiben, andererseits ist es notwendig, die Forschung und Entwicklung von Großkapazitäts Kathodendaten, um einen Durchbruch bei der Energiedichte von Lithiumbatterien zu erzielen. Zusammenfassend müssen die positiven und negativen Elektroden sowie die Elektrolytdaten der Batterie zusammenarbeiten, um größere Fortschritte in Bezug auf Form und Kapazität zu erzielen.