Carga el 70% de nuevo avance en unos minutos

Las baterías de litio son productos electrónicos familiares que ahora se utilizan en teléfonos móviles, computadoras portátiles y automóviles eléctricos. Pero las baterías de litio también son conocidas por su larga y corta duración. Recientemente, un equipo de la Universidad Tecnológica de Nanyang de Singapur (Universidad Tecnológica de Nanyang) desarrolló un nuevo tipo de ayuno. Esta batería se puede cargar completamente con el 70% de la energía en dos minutos y se puede usar durante 20 años, que es 10 veces más que la batería en ese momento.

Las baterías de litio se componen principalmente de información de electrodos positivos (como litio cobalto-oxígeno), electrolitos e información de electrodos negativos (como grafito). Durante el proceso de carga, los iones de litio se precipitan de la red de cobalto-oxígeno de litio del ánodo y se incrustan en el grafito en escamas a través del electrolito. Durante el proceso de descarga, los iones de litio escapan de la red de grafito en escamas y se insertan en el oxígeno de cobalto de litio a través del electrolito. Las baterías de litio también se denominan baterías de mecedora porque se transfieren de un lado a otro entre los electrodos positivo y negativo durante la carga y descarga. En los últimos años, los científicos han estado desarrollando nuevos tipos de baterías de litio, especialmente baterías de litio-azufre de gran capacidad, baterías de litio-oxígeno y baterías de nano-silicio, pero debido a su composición caótica, alto costo y corta vida útil, muchos efectos no han sido promovidos.

Las baterías de litio tradicionales no se pueden cargar rápidamente, principalmente debido a las características de seguridad de los electrodos de grafito. Cuando la batería está funcionando, se forma una membrana de electrolito sólida en la superficie del electrodo, que bloqueará los pasos de los iones de litio y ralentizará su velocidad. La característica distintiva de este nuevo tipo de batería de litio es que utiliza un gel de nanotubos de dióxido de titanio ultralargo como cátodo en lugar de los tradicionales materiales de grafito. Este nuevo material no forma una membrana electrolítica, y los iones de litio se pueden insertar rápidamente, logrando así una carga rápida. Debido a la estructura especial del nanogel de dióxido de titanio unidimensional, la nueva batería ha logrado un gran avance en términos de vida útil, que se puede reciclar decenas de miles de veces. Al costo de un día, se puede usar durante más de 20 años. Además, el dióxido de titanio (comúnmente conocido como dióxido de titanio) utilizado en este estudio es de bajo costo, fácil procesamiento, buena repetibilidad, alta confiabilidad y puede conectarse sin problemas con la tecnología existente, y sus perspectivas de aplicación industrial son muy amplias.

Las baterías de litio salieron a la luz en la década de 1970. En 1991, Sony presentó las primeras baterías de litio comerciales, que revolucionaron la electrónica de consumo. Aunque las baterías de litio se han utilizado ampliamente, su duración y vida útil no han logrado avances efectivos, lo que también restringe el rápido desarrollo de los vehículos eléctricos y otras industrias. Este nuevo avance puede tener efectos de amplio alcance en muchas áreas. En los dispositivos móviles, las baterías nuevas pueden evitar el blindaje obligatorio de ciertos dispositivos electrónicos. La industria de los vehículos eléctricos también se beneficiará enormemente, no solo porque el tiempo de carga se puede reducir de unas pocas horas a unos minutos, sino también porque los usuarios no tendrán que cambiar las costosas baterías (que cuestan alrededor de $ 10,000) para promover aún más los beneficios de vehículos eléctricos.

Sin embargo, en este momento, el desarrollo de las baterías de litio se enfrenta a un cuello de botella: si desea aumentar la capacidad, debe sacrificar la velocidad de carga y el ciclo de vida, que es difícil de mantener en alta capacidad. En el futuro, para reemplazar las baterías, por un lado, es necesario avanzar en la investigación sobre características de seguridad como los electrolitos sólidos y semisólidos, por otro lado, es necesario acelerar la investigación y desarrollo de grandes capacidades. datos del cátodo para lograr un gran avance en la densidad de energía de las baterías de litio. En resumen, los electrodos positivos y negativos y los datos de electrolitos de la batería deben trabajar juntos para lograr un mayor progreso en términos de forma y capacidad.