Lataa 70 % uusi läpimurto muutamassa minuutissa

Litiumparistot ovat tuttuja elektroniikkatuotteita, joita käytetään nykyään matkapuhelimissa, kannettavissa tietokoneissa ja sähköautoissa. Mutta litiumakut tunnetaan myös pitkästä ja lyhyestä käyttöiästä. Äskettäin Singaporen Nanyangin teknillisen yliopiston (Nanyang Technological University) tiimi kehitti uudenlaisen paaston. Tämä akku voidaan ladata täyteen 70 %:lla tehosta kahdessa minuutissa ja sitä voidaan käyttää 20 vuotta, mikä on 10 kertaa pidempi kuin akku sillä hetkellä.

Litiumparistot koostuvat pääasiassa positiivisten elektrodien tiedoista (kuten litiumkobolttihappi), elektrolyyttitiedoista ja negatiivisista elektroditiedoista (kuten grafiitista). Latausprosessin aikana litiumionit saostuvat anodin litiumkoboltti-happihilasta ja upotetaan hiutalegrafiittiin elektrolyytin kautta. Purkausprosessin aikana litiumionit karkaavat hiutalegrafiittihilasta ja työnnetään litiumkobolttihappeen elektrolyytin kautta. Litiumakkuja kutsutaan myös keinutuoliakuiksi, koska ne siirtyvät edestakaisin positiivisen ja negatiivisen elektrodin välillä latauksen ja purkamisen aikana. Viime vuosina tiedemiehet ovat kehittäneet uudentyyppisiä litiumakkuja, erityisesti suurikapasiteettisia litium-rikkiakkuja, litium-happiakkuja ja nano-pii-akkuja, mutta niiden kaoottisen koostumuksen, korkeiden kustannusten ja lyhyen käyttöiän vuoksi on monia vaikutuksia. ei ole ylennetty.

Perinteisiä litiumakkuja ei voi ladata nopeasti, pääasiassa grafiittielektrodien turvallisuusominaisuuksien vuoksi. Kun akku toimii, elektrodin pinnalle muodostuu kiinteä elektrolyyttikalvo, joka estää litiumionien askelmat ja hidastaa niiden nopeutta. Tämän uudentyyppisen litiumakun erottuva piirre on, että se käyttää katodina perinteisten grafiittimateriaalien sijaan ultrapitkää titaanidioksidinanoputkigeeliä. Tämä uusi materiaali ei muodosta elektrolyyttikalvoa, ja litiumioneja voidaan lisätä nopeasti, jolloin saavutetaan nopea lataus. Yksiulotteisen titaanidioksidinanogeelin erityisrakenteen ansiosta uusi akku on saavuttanut läpimurron käyttöiässä, joka voidaan kierrättää kymmeniä tuhansia kertoja. Päivän hinnalla sitä voidaan käyttää yli 20 vuotta. Lisäksi tässä tutkimuksessa käytetyllä titaanidioksidilla (yleisesti titaanidioksidilla) on edullinen, helppo prosessointi, hyvä toistettavuus, korkea luotettavuus ja se voidaan yhdistää saumattomasti olemassa olevaan teknologiaan ja sen teolliset käyttömahdollisuudet ovat erittäin laajat.

Litiumparistot tulivat markkinoille 1970-luvulla. Vuonna 1991 Sony esitteli ensimmäiset kaupalliset litiumakut, jotka mullistivat kulutuselektroniikan. Vaikka litiumakkuja on käytetty laajasti, niiden akun kesto ja käyttöikä eivät ole saavuttaneet tehokkaita läpimurtoja, mikä rajoittaa myös sähköajoneuvojen ja muiden teollisuudenalojen nopeaa kehitystä. Tällä uudella läpimurtolla voi olla laaja-alaisia ​​vaikutuksia monilla aloilla. Mobiililaitteissa uudet paristot voivat estää tiettyjen elektronisten laitteiden pakollisen suojauksen. Myös sähköajoneuvoteollisuus hyötyy suuresti, ei vain siksi, että latausaika voidaan lyhentää muutamasta tunnista muutamaan minuuttiin, vaan myös siksi, että käyttäjien ei tarvitse vaihtaa kalliita akkuja (maksaa noin 10,000 XNUMX dollaria) edistääkseen edelleen sähköautot.

Tällä hetkellä litiumakkujen kehitys on kuitenkin pullonkaula edessä: jos haluat lisätä kapasiteettia, sinun on uhrattava latausnopeus ja syklin käyttöikä, jonka korkean kapasiteetin ylläpitäminen on vaikeaa. Tulevaisuudessa paristojen vaihtamiseksi on toisaalta tarpeen edistää turvallisuustekijöiden, kuten kiinteiden ja puolikiinteiden elektrolyyttien, tutkimusta, toisaalta on vauhditettava suurkapasiteettisten tutkimusta ja kehitystä. katodidataa saavuttaakseen läpimurron litiumakkujen energiatiheydessä. Yhteenvetona voidaan todeta, että akun positiivisten ja negatiivisten elektrodien ja elektrolyyttitietojen on toimittava yhdessä, jotta muoto ja kapasiteetti kehittyvät paremmin.