Uzlādējiet 70% jaunu sasniegumu dažu minūšu laikā

Litija baterijas ir pazīstamas elektroniskas preces, kuras tagad izmanto mobilajos tālruņos, piezīmjdatoros un elektriskajās automašīnās. Bet litija baterijas ir pazīstamas arī ar savu ilgo un īso kalpošanas laiku. Nesen komanda no Singapūras Nanjangas Tehnoloģiskās universitātes (Nanjangas Tehnoloģiskās universitātes) izstrādāja jauna veida gavēni. Šo akumulatoru var pilnībā uzlādēt ar 70% jaudas divās minūtēs, un to var izmantot 20 gadus, kas ir 10 reizes ilgāk nekā tajā laikā akumulators.

Litija baterijas galvenokārt sastāv no pozitīvās elektrodu informācijas (piemēram, litija kobalta skābekļa), elektrolīta un negatīvās elektrodu informācijas (piemēram, grafīta). Uzlādes procesā litija joni izgulsnējas no anoda litija kobalta-skābekļa režģa un caur elektrolītu tiek iestrādāti pārslu grafītā. Izlādes procesā litija joni izplūst no pārslu grafīta režģa un caur elektrolītu tiek ievietoti litija kobalta skābeklī. Litija baterijas sauc arī par šūpuļkrēslu baterijām, jo ​​tās uzlādes un izlādes laikā pārvietojas uz priekšu un atpakaļ starp pozitīvo un negatīvo elektrodu. Pēdējos gados zinātnieki ir izstrādājuši jaunus litija bateriju veidus, īpaši lielas ietilpības litija-sēra baterijas, litija-skābekļa baterijas un nano-silīcija baterijas, taču to haotiskā sastāva, augsto izmaksu un īsa kalpošanas laika dēļ ir daudz efektu. nav paaugstināti.

Tradicionālās litija baterijas nevar ātri uzlādēt, galvenokārt grafīta elektrodu drošības īpašību dēļ. Kad akumulators darbojas, uz elektroda virsmas veidojas cieta elektrolīta membrāna, kas bloķēs litija jonu pēdas un palēninās to ātrumu. Šī jaunā tipa litija akumulatora atšķirīgā iezīme ir tā, ka tradicionālo grafīta materiālu vietā kā katods tiek izmantots īpaši garš titāna dioksīda nanocaurules gēls. Šis jaunais materiāls neveido elektrolīta membrānu, un litija jonus var ievietot ātri, tādējādi panākot ātru uzlādi. Pateicoties viendimensionālā titāna dioksīda nanogēla īpašajai struktūrai, jaunais akumulators ir sasniedzis izrāvienu kalpošanas laika ziņā, ko var pārstrādāt desmitiem tūkstošu reižu. Par vienas dienas cenu to var izmantot vairāk nekā 20 gadus. Turklāt šajā pētījumā izmantotajam titāna dioksīdam (pazīstams kā titāna dioksīds) ir zemas izmaksas, vienkārša apstrāde, laba atkārtojamība, augsta uzticamība, un to var nemanāmi savienot ar esošo tehnoloģiju, un tā rūpnieciskā pielietojuma perspektīvas ir ļoti plašas.

Litija baterijas iznāca pagājušā gadsimta 1970. gados. 1991. gadā Sony ieviesa pirmās komerciālās litija baterijas, kas radīja revolūciju plaša patēriņa elektronikā. Lai gan litija baterijas ir plaši izmantotas, to akumulatoru darbības laiks un kalpošanas laiks nav sasnieguši efektīvus sasniegumus, kas arī ierobežo elektrisko transportlīdzekļu un citu nozaru straujo attīstību. Šim jaunajam sasniegumam var būt plaša ietekme daudzās jomās. Mobilajās ierīcēs jaunas baterijas var novērst noteiktu elektronisko ierīču obligātu ekranēšanu. Arī elektrisko transportlīdzekļu nozare gūs lielu labumu ne tikai tāpēc, ka uzlādes laiku var samazināt no dažām stundām līdz dažām minūtēm, bet arī tāpēc, ka lietotājiem nebūs jāmaina dārgie akumulatori (kas maksā aptuveni 10,000 XNUMX USD), lai vēl vairāk veicinātu elektriskie transportlīdzekļi.

Tomēr šobrīd litija bateriju izstrāde saskaras ar vājo vietu: ja vēlaties palielināt kapacitāti, jums ir jāupurē uzlādes ātrums un cikla kalpošanas laiks, kuru ir grūti uzturēt lielu jaudu. Nākotnē, lai nomainītu akumulatorus, no vienas puses, ir nepieciešams virzīt pētījumus par drošības elementiem, piemēram, cietajiem un puscietajiem elektrolītiem, no otras puses, ir nepieciešams paātrināt lielas ietilpības pētniecību un attīstību. katoda datus, lai panāktu izrāvienu litija bateriju enerģijas blīvumā. Rezumējot, akumulatora pozitīvajiem un negatīvajiem elektrodiem un elektrolītu datiem ir jādarbojas kopā, lai panāktu lielāku progresu formas un jaudas ziņā.