Լիցքավորեք 70% նոր առաջընթաց մի քանի րոպեում

Լիթիումի մարտկոցները ծանոթ էլեկտրոնային արտադրանք են, որոնք այժմ օգտագործվում են բջջային հեռախոսներում, նոութբուք համակարգիչներում և էլեկտրական մեքենաներում: Բայց լիթիումային մարտկոցները հայտնի են նաև իրենց երկար կյանքով և կարճ կյանքով: Վերջերս Սինգապուրի Nanyang տեխնոլոգիական համալսարանի (Nanyang Technological University) թիմը մշակեց արագության նոր տեսակ: Այս մարտկոցը կարող է լիովին լիցքավորվել 70% հզորությամբ երկու րոպեում և կարող է օգտագործվել 20 տարի, ինչը 10 անգամ ավելի երկար է, քան այդ պահին մարտկոցը:

Լիթիումի մարտկոցները հիմնականում կազմված են դրական էլեկտրոդների տեղեկատվությունից (օրինակ՝ լիթիումի կոբալտ թթվածինը), էլեկտրոլիտից և բացասական էլեկտրոդների (օրինակ՝ գրաֆիտից) տեղեկատվությունից։ Լիցքավորման գործընթացում լիթիումի իոնները նստում են անոդի լիթիումի կոբալտ-թթվածնային ցանցից և էլեկտրոլիտի միջոցով ներկառուցվում են փաթիլային գրաֆիտի մեջ։ Լիցքաթափման գործընթացում լիթիումի իոնները դուրս են գալիս փաթիլային գրաֆիտային ցանցից և էլեկտրոլիտի միջոցով մտցվում են լիթիումի կոբալտ թթվածնի մեջ։ Լիթիումային մարտկոցները կոչվում են նաև ճոճաթոռի մարտկոցներ, քանի որ դրանք լիցքավորման և լիցքաթափման ժամանակ տեղափոխվում են դրական և բացասական էլեկտրոդների միջև: Վերջին տարիներին գիտնականները մշակել են լիթիումային մարտկոցների նոր տեսակներ, հատկապես մեծ հզորությամբ լիթիում-ծծմբային մարտկոցներ, լիթիում-թթվածնային մարտկոցներ և նանո-սիլիկոնային մարտկոցներ, սակայն դրանց քաոսային կազմի, բարձր գնի և ծառայության կարճ ժամկետի պատճառով բազմաթիվ ազդեցություններ են ունենում: առաջխաղացում չեն ստացել։

Ավանդական լիթիումային մարտկոցները չեն կարող արագ լիցքավորվել, հիմնականում գրաֆիտի էլեկտրոդների անվտանգության բնութագրերի պատճառով: Երբ մարտկոցը աշխատում է, էլեկտրոդի մակերեսին ձևավորվում է պինդ էլեկտրոլիտային թաղանթ, որը կփակի լիթիումի իոնների հետքերը և կդանդաղեցնի դրանց արագությունը։ Այս նոր տեսակի լիթիումային մարտկոցի տարբերակիչ առանձնահատկությունն այն է, որ ավանդական գրաֆիտային նյութերի փոխարեն որպես կաթոդ օգտագործում է գերերկար տիտանի երկօքսիդի նանոխողովակային գել: Այս նոր նյութը չի կազմում էլեկտրոլիտային թաղանթ, և լիթիումի իոնները կարող են արագ ներդնել՝ դրանով իսկ հասնելով արագ լիցքավորման։ Տիտանի երկօքսիդի միաչափ նանոգելի հատուկ կառուցվածքի շնորհիվ նոր մարտկոցը ծառայության ժամկետի առումով բեկման է հասել, որը կարելի է տասնյակ հազարավոր անգամ վերամշակել։ Մեկ օրվա գնով այն կարելի է օգտագործել ավելի քան 20 տարի։ Բացի այդ, այս ուսումնասիրության մեջ օգտագործվող տիտանի երկօքսիդը (սովորաբար հայտնի է որպես տիտանի երկօքսիդ) ունի ցածր գին, հեշտ մշակում, լավ կրկնելիություն, բարձր հուսալիություն և կարող է անխափանորեն կապված լինել գոյություն ունեցող տեխնոլոգիայի հետ, և դրա արդյունաբերական կիրառման հեռանկարները շատ լայն են:

Լիթիումի մարտկոցները հայտնվեցին 1970-ականներին: 1991 թվականին Sony-ն ներկայացրեց առաջին առևտրային լիթիումային մարտկոցները, որոնք հեղափոխեցին սպառողական էլեկտրոնիկան: Չնայած լիթիումային մարտկոցները լայնորեն օգտագործվում են, դրանց մարտկոցի ժամկետը և ծառայության ժամկետը արդյունավետ առաջընթացի չեն հասել, ինչը նաև սահմանափակում է էլեկտրական մեքենաների և այլ ոլորտների արագ զարգացումը: Այս նոր առաջընթացը կարող է ունենալ լայնածավալ ազդեցություն բազմաթիվ ոլորտներում: Շարժական սարքերում նոր մարտկոցները կարող են կանխել որոշ էլեկտրոնային սարքերի պարտադիր պաշտպանությունը: Էլեկտրատրանսպորտային միջոցների արդյունաբերությունը նույնպես մեծ օգուտ կբերի ոչ միայն այն պատճառով, որ լիցքավորման ժամանակը կարող է կրճատվել մի քանի ժամից մինչև մի քանի րոպե, այլ նաև այն պատճառով, որ օգտվողները ստիպված չեն լինի փոխել թանկարժեք մարտկոցները (մոտ 10,000 դոլար արժողությամբ)՝ հետագա առավելությունները խթանելու համար: էլեկտրական մեքենաներ.

Այնուամենայնիվ, այս պահին լիթիումային մարտկոցների զարգացումը կանգնած է խոչընդոտի առաջ. եթե ցանկանում եք մեծացնել հզորությունը, պետք է զոհաբերեք լիցքավորման արագությունը և ցիկլի կյանքը, ինչը դժվար է պահպանել բարձր հզորությունը: Ապագայում մարտկոցները փոխարինելու համար, մի կողմից, անհրաժեշտ է առաջ մղել անվտանգության առանձնահատկությունների հետազոտությունը, ինչպիսիք են պինդ և կիսապինդ էլեկտրոլիտները, մյուս կողմից՝ անհրաժեշտ է արագացնել մեծ հզորությունների հետազոտությունն ու զարգացումը։ կաթոդային տվյալներ՝ լիթիումային մարտկոցների էներգիայի խտության բեկման հասնելու համար: Ամփոփելով՝ մարտկոցի դրական և բացասական էլեկտրոդները և էլեկտրոլիտի տվյալները պետք է միասին աշխատեն՝ ձևի և հզորության առումով ավելի մեծ առաջընթաց ապահովելու համար: