Бир нече мүнөттүн ичинде 70% жаңы жетишкендикти заряддаңыз

Литий батарейкалар азыр уюлдук телефондордо, ноутбуктарда жана электр машиналарында колдонулган тааныш электрондук продукттар. Бирок литий батарейкалар да узак жана кыска өмүрү менен белгилүү. Жакында Сингапурдун Нанян технологиялык университетинин (Нанян технологиялык университети) командасы орозо кармоонун жаңы түрүн иштеп чыгышты. Бул батарея эки мүнөттүн ичинде 70% кубаты менен толук кубатталып, 20 жыл колдонууга болот, бул ошол кездеги батареядан 10 эсе көп.

Литий батареялары, негизинен, оң электрод маалымат (мисалы, литий кобальт кычкылтек сыяктуу), электролит жана терс электрод маалымат (мисалы, графит) турат. Заряддоо процессинде литий иондору аноддун литий кобальт-кычкылтек торчосунан чөктүрүлөт жана электролит аркылуу үлүш графитине киргизилет. Разряд процессинде литий иондору үлүш графит торунан чыгып, электролит аркылуу литий кобальт кычкылтекине киргизилет. Литий батареялары кубаттоо жана разряддоо учурунда оң жана терс электроддор арасында алдыга жана артка өтүүчү отургучтун батареялары деп да аталат. Акыркы жылдары илимпоздор литий батареяларынын жаңы түрлөрүн, өзгөчө чоң кубаттуулуктагы литий-күкүрттүү аккумуляторлорду, литий-кычкылтектүү батареяларды жана нано-кремний батареяларын иштеп чыгышты, бирок алардын башаламан курамына, кымбат баалуулугуна жана кыска кызмат мөөнөтүнө байланыштуу көптөгөн эффекттер жогорулатылган эмес.

Салттуу литий батарейкалар, негизинен, графит электроддорунун коопсуздук мүнөздөмөлөрүнөн улам, тез заряддоого болбойт. Батарея иштеп турганда электроддун бетинде катуу электролит мембранасы пайда болот, ал литий иондорунун кадамдарын тосуп, ылдамдыгын жайлатат. Литий батареясынын бул жаңы түрүнүн айырмалоочу өзгөчөлүгү салттуу графиттик материалдардын ордуна катод катары титандын диоксидинин ультра узундуктагы нанотрубка гелин колдонот. Бул жаңы материал электролит кабыкчасын түзбөйт жана литий иондору бат эле киргизилиши мүмкүн, ошону менен тез заряддоого жетишет. Бир өлчөмдүү титан диоксиди наногелинин өзгөчө түзүлүшүнөн улам жаңы аккумулятор он миңдеген жолу кайра иштетиле турган кызмат мөөнөтү жагынан чоң жетишкендикке жетишти. Бир сутканын баасы менен 20 жылдан ашык колдонууга болот. Мындан тышкары, бул изилдөөдө колдонулган титандын диоксиди (негизинен титандын диоксиди катары белгилүү) арзан баага ээ, жеңил иштетүү, жакшы кайталануу, жогорку ишенимдүүлүк жана учурдагы технология менен үзгүлтүксүз байланышта болот жана анын өнөр жайлык колдонуу келечеги абдан кенен.

Литий батареялары 1970-жылдары чыккан. 1991-жылы Sony биринчи коммерциялык литий батарейкаларды киргизип, керектөөчү электроникага төңкөрүш жасаган. Литий батарейкалары кеңири колдонулса да, алардын батареянын иштөө мөөнөтү жана иштөө мөөнөтү эффективдүү жетишкендиктерге жетише алган жок, бул да электр унааларынын жана башка тармактардын тез өнүгүшүн чектейт. Бул жаңы ачылыш көптөгөн аймактарда кеңири масштабдуу эффекттерге ээ болушу мүмкүн. Мобилдик түзмөктөрдө жаңы батарейкалар кээ бир электрондук шаймандардын милдеттүү түрдө корголушун алдын алат. Заряддоо убактысы бир нече сааттан бир нече мүнөткө чейин кыскартылышы менен гана эмес, ошондой эле колдонуучулар кымбат батарейкаларды (баасы 10,000 XNUMX долларга жакын) алмаштыруунун кереги жок болгондуктан, электр унаа өнөр жайы да чоң пайда алып келет. электр транспорттору.

Бирок, бул учурда, литий батарейкаларды өнүктүрүү кыйынчылыкка дуушар болууда: кубаттуулукту жогорулатууну кааласаңыз, кубаттоо ылдамдыгын жана цикл мөөнөтүн курмандыкка чалышыңыз керек, бул жогорку кубаттуулукту сактоо кыйын. Келечекте, батареяларды алмаштыруу үчүн, бир жагынан, катуу жана жарым катуу электролиттер сыяктуу коопсуздук өзгөчөлүктөрү боюнча изилдөөлөрдү алдыга жылдыруу керек, экинчи жагынан, чоң кубаттуулуктагы изилдөөлөрдү жана иштеп чыгууларды тездетүү керек. литий батарейкаларынын энергия тыгыздыгында бурулушка жетүү үчүн катоддук маалыматтар. Жыйынтыктап айтканда, оң жана терс электроддор жана батареянын электролит маалыматтары форма жана кубаттуулук жагынан көбүрөөк прогресске жетишүү үчүн бирге иштеши керек.