Töltsön fel 70%-os új áttörést néhány perc alatt

A lítium akkumulátorok ismert elektronikai termékek, amelyeket ma már mobiltelefonokban, notebook számítógépekben és elektromos autókban használnak. De a lítium akkumulátorok hosszú élettartamukról és rövid élettartamukról is ismertek. Nemrég a szingapúri Nanyang Technological University (Nanyang Technological University) csapata új típusú böjtöt fejlesztett ki. Ez az akkumulátor két perc alatt a teljesítmény 70%-ával teljesen feltölthető, és 20 évig használható, ami 10-szer hosszabb, mint az akkori akkumulátor.

A lítium akkumulátorok főként pozitív elektród információkból (például lítium kobalt oxigén), elektrolitból és negatív elektród információból (például grafitból) állnak. A töltési folyamat során lítium-ionok válnak ki az anód lítium-kobalt-oxigén rácsából, és az elektroliton keresztül beágyazódnak a pelyhes grafitba. A kisülési folyamat során a lítium-ionok kiszabadulnak a pelyhes grafitrácsból, és az elektroliton keresztül bekerülnek a lítium-kobalt oxigénbe. A lítium akkumulátorokat hintaszék akkumulátoroknak is nevezik, mert a töltés és kisütés során oda-vissza cserélődnek a pozitív és negatív elektródák között. Az elmúlt években a tudósok új típusú lítium akkumulátorokat, különösen nagy kapacitású lítium-kén akkumulátorokat, lítium-oxigén akkumulátorokat és nano-szilícium akkumulátorokat fejlesztenek ki, de kaotikus összetételük, magas költségük és rövid élettartamuk miatt számos hatása van. nem léptették elő.

A hagyományos lítium akkumulátorok nem tölthetők gyorsan, elsősorban a grafitelektródák biztonsági jellemzői miatt. Az akkumulátor működése közben az elektróda felületén szilárd elektrolit membrán képződik, amely blokkolja a lítium-ionok lépteit, és lelassítja azok sebességét. Ennek az új típusú lítium akkumulátornak az a jellegzetessége, hogy a hagyományos grafit anyagok helyett ultrahosszú titán-dioxid nanocső gélt használ katódként. Ez az új anyag nem képez elektrolit membránt, és a lítium-ionok gyorsan behelyezhetők, ezáltal gyors töltés érhető el. Az egydimenziós titán-dioxid nanogél speciális szerkezetének köszönhetően az új akkumulátor áttörést ért el az élettartam tekintetében, amely több tízezer alkalommal újrahasznosítható. Egy nap áron több mint 20 évig használható. Ezen túlmenően a jelen tanulmányban felhasznált titán-dioxid (közismert nevén titán-dioxid) alacsony költségű, könnyen feldolgozható, jó megismételhetőségű, nagy megbízhatóságú, és problémamentesen összekapcsolható a meglévő technológiával, ipari felhasználási lehetőségei pedig igen szélesek.

A lítium akkumulátorok az 1970-es években jelentek meg. 1991-ben a Sony bemutatta az első kereskedelmi forgalomba hozott lítium akkumulátorokat, amelyek forradalmasították a szórakoztató elektronikát. Bár a lítium akkumulátorokat széles körben használják, akkumulátoruk élettartama és élettartama nem ért el hatékony áttörést, ami az elektromos járművek és más iparágak gyors fejlődését is korlátozza. Ennek az új áttörésnek számos területen széles körű hatásai lehetnek. A mobil eszközökben az új akkumulátorok megakadályozhatják bizonyos elektronikus eszközök kötelező árnyékolását. Az elektromos járműipar is jelentős előnyökkel jár, nemcsak azért, mert a töltési idő néhány óráról néhány percre csökkenthető, hanem azért is, mert a felhasználóknak nem kell cserélniük a drága akkumulátorokat (körülbelül 10,000 XNUMX dollárba kerülve), hogy tovább erősítsék a töltés előnyeit. elektromos járművek.

A lítium akkumulátorok fejlesztése azonban jelenleg egy szűk keresztmetszet előtt áll: ha kapacitást akarunk növelni, akkor fel kell áldozni a töltési sebességet és a ciklus élettartamát, amit nehéz fenntartani a nagy kapacitással. A jövőben az akkumulátorok cseréjéhez egyrészt elő kell mozdítani az olyan biztonsági jellemzők kutatását, mint a szilárd és félszilárd elektrolitok, másrészt fel kell gyorsítani a nagy kapacitású termékek kutatását és fejlesztését. katódadatokat, hogy áttörést érjünk el a lítium akkumulátorok energiasűrűségében. Összefoglalva, az akkumulátor pozitív és negatív elektródáinak és elektrolitadatainak együtt kell működniük ahhoz, hogy a forma és a kapacitás tekintetében nagyobb előrelépést lehessen elérni.