Caj 70% kejayaan baharu dalam beberapa minit

Bateri litium ialah produk elektronik biasa yang kini digunakan dalam telefon bimbit, komputer notebook dan kereta elektrik. Tetapi bateri litium juga terkenal kerana hayatnya yang panjang dan hayatnya yang singkat. Baru-baru ini, pasukan dari Universiti Teknologi Nanyang Singapura (Universiti Teknologi Nanyang) telah membangunkan jenis pantas baharu. Bateri ini boleh dicas sepenuhnya dengan 70% kuasa dalam masa dua minit dan boleh digunakan selama 20 tahun, iaitu 10 kali lebih lama daripada bateri pada masa itu.

Bateri litium terutamanya terdiri daripada maklumat elektrod positif (seperti oksigen kobalt litium), elektrolit dan maklumat elektrod negatif (seperti grafit). Semasa proses pengecasan, ion litium memendakan daripada kekisi kobalt-oksigen litium anod dan tertanam dalam grafit serpihan melalui elektrolit. Semasa proses nyahcas, ion litium terlepas dari kekisi grafit serpihan dan dimasukkan ke dalam oksigen kobalt litium melalui elektrolit. Bateri litium juga dipanggil bateri kerusi goyang kerana ia memindahkan bolak-balik antara elektrod positif dan negatif semasa mengecas dan menyahcas. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, saintis telah membangunkan jenis bateri litium baharu, terutamanya bateri litium-sulfur berkapasiti besar, bateri litium-oksigen dan bateri nano-silikon, tetapi disebabkan komposisinya yang huru-hara, kos tinggi dan hayat perkhidmatan yang singkat, banyak kesan. belum dinaikkan pangkat.

Bateri litium tradisional tidak boleh dicas dengan cepat, terutamanya kerana ciri keselamatan elektrod grafit. Apabila bateri berfungsi, membran elektrolit pepejal terbentuk pada permukaan elektrod, yang akan menghalang jejak ion litium dan memperlahankan kelajuannya. Ciri tersendiri bateri litium jenis baharu ini ialah ia menggunakan gel titanium dioksida nanotube ultra panjang sebagai katod dan bukannya bahan grafit tradisional. Bahan baharu ini tidak membentuk membran elektrolit, dan ion litium boleh dimasukkan dengan cepat, dengan itu mencapai pengecasan pantas. Oleh kerana struktur khas nanogel titanium dioksida satu dimensi, bateri baharu telah mencapai kejayaan dari segi hayat perkhidmatan, yang boleh dikitar semula berpuluh-puluh ribu kali. Dengan kos sehari, ia boleh digunakan selama lebih daripada 20 tahun. Di samping itu, titanium dioksida (biasanya dikenali sebagai titanium dioksida) yang digunakan dalam kajian ini mempunyai kos yang rendah, pemprosesan yang mudah, kebolehulangan yang baik, kebolehpercayaan yang tinggi, dan boleh dihubungkan dengan lancar dengan teknologi sedia ada, dan prospek aplikasi industrinya sangat luas.

Bateri litium keluar pada tahun 1970-an. Pada tahun 1991, Sony memperkenalkan bateri litium komersial pertama, yang merevolusikan elektronik pengguna. Walaupun bateri litium telah digunakan secara meluas, hayat bateri dan hayat perkhidmatannya tidak mencapai kejayaan yang berkesan, yang turut menyekat perkembangan pesat kenderaan elektrik dan industri lain. Kejayaan baharu ini mungkin mempunyai kesan yang meluas dalam banyak bidang. Dalam peranti mudah alih, bateri baharu boleh menghalang perisai mandatori peranti elektronik tertentu. Industri kenderaan elektrik juga akan mendapat manfaat yang besar, bukan sahaja kerana masa pengecasan boleh dikurangkan daripada beberapa jam kepada beberapa minit, tetapi juga kerana pengguna tidak perlu menukar bateri mahal (berharga kira-kira $10,000) untuk terus mempromosikan faedah kenderaan elektrik.

Walau bagaimanapun, pada masa ini, pembangunan bateri litium menghadapi kesesakan: jika anda ingin meningkatkan kapasiti, anda mesti mengorbankan kelajuan pengecasan dan hayat kitaran, yang sukar untuk mengekalkan kapasiti tinggi. Pada masa hadapan, untuk menggantikan bateri, dalam satu pihak, adalah perlu untuk memajukan penyelidikan mengenai ciri keselamatan seperti elektrolit pepejal dan separa pepejal, sebaliknya, adalah perlu untuk mempercepatkan penyelidikan dan pembangunan kapasiti besar. data katod untuk mencapai kejayaan dalam ketumpatan tenaga bateri litium. Secara ringkasnya, elektrod positif dan negatif serta data elektrolit bateri mesti bekerjasama untuk mencapai kemajuan yang lebih besar dari segi bentuk dan kapasiti.