Laad 70% nieuwe doorbraak op in een paar minuten

Lithiumbatterijen zijn bekende elektronische producten die nu worden gebruikt in mobiele telefoons, notebooks en elektrische auto’s. Maar lithiumbatterijen staan ​​ook bekend om hun lange en korte levensduur. Onlangs heeft een team van de Nanyang Technological University (Nanyang Technological University) in Singapore een nieuw type vasten ontwikkeld. Deze batterij kan in twee minuten met 70% van het vermogen volledig worden opgeladen en kan 20 jaar worden gebruikt, wat 10 keer langer is dan de batterij op dat moment.

Lithiumbatterijen bestaan ​​voornamelijk uit positieve elektrode-informatie (zoals lithiumkobaltzuurstof), elektrolyt en negatieve elektrode-informatie (zoals grafiet). Tijdens het laadproces slaan lithiumionen neer uit het lithium-kobalt-zuurstofrooster van de anode en worden via de elektrolyt in het vlokgrafiet ingebed. Tijdens het ontladingsproces ontsnappen lithiumionen uit het vlokgrafietrooster en worden via de elektrolyt in de lithiumkobaltzuurstof ingebracht. Lithiumbatterijen worden ook wel schommelstoelbatterijen genoemd omdat ze tijdens het laden en ontladen heen en weer bewegen tussen de positieve en negatieve elektroden. In de afgelopen jaren hebben wetenschappers nieuwe soorten lithiumbatterijen ontwikkeld, met name lithium-zwavelbatterijen met grote capaciteit, lithiumzuurstofbatterijen en nano-siliciumbatterijen, maar vanwege hun chaotische samenstelling, hoge kosten en korte levensduur, veel effecten zijn niet gepromoveerd.

Traditionele lithiumbatterijen kunnen niet snel worden opgeladen, voornamelijk vanwege de veiligheidskenmerken van grafietelektroden. Wanneer de batterij werkt, wordt een vast elektrolytmembraan gevormd op het oppervlak van de elektrode, dat de voetstappen van lithiumionen zal blokkeren en hun snelheid zal vertragen. Het onderscheidende kenmerk van dit nieuwe type lithiumbatterij is dat het ultralange titaniumdioxide-nanobuisjesgel als kathode gebruikt in plaats van traditionele grafietmaterialen. Dit nieuwe materiaal vormt geen elektrolytmembraan en lithiumionen kunnen snel worden ingebracht, waardoor snel opladen wordt bereikt. Door de speciale structuur van de eendimensionale titaniumdioxide nanogel heeft de nieuwe batterij een doorbraak bereikt op het gebied van levensduur, die tienduizenden keren kan worden gerecycled. Voor de prijs van een dag kan het meer dan 20 jaar worden gebruikt. Bovendien heeft het titaniumdioxide (algemeen bekend als titaniumdioxide) dat in deze studie wordt gebruikt, lage kosten, gemakkelijke verwerking, goede herhaalbaarheid, hoge betrouwbaarheid en kan het naadloos worden aangesloten op de bestaande technologie, en zijn de industriële toepassingsmogelijkheden ervan zeer breed.

Lithiumbatterijen kwamen op de markt in de jaren 1970. In 1991 introduceerde Sony de eerste commerciële lithiumbatterijen, die een revolutie teweegbrachten in de consumentenelektronica. Hoewel lithiumbatterijen op grote schaal worden gebruikt, hebben hun levensduur en levensduur geen effectieve doorbraken bereikt, wat ook de snelle ontwikkeling van elektrische voertuigen en andere industrieën beperkt. Deze nieuwe doorbraak kan op veel gebieden verstrekkende gevolgen hebben. In mobiele apparaten kunnen nieuwe batterijen de verplichte afscherming van bepaalde elektronische apparaten voorkomen. De elektrische auto-industrie zal ook enorm profiteren, niet alleen omdat de oplaadtijd kan worden teruggebracht van enkele uren tot enkele minuten, maar ook omdat gebruikers de dure batterijen (die ongeveer $ 10,000 kosten) niet hoeven te vervangen om de voordelen van elektrische voertuigen.

Op dit moment staat de ontwikkeling van lithiumbatterijen echter voor een knelpunt: als u de capaciteit wilt vergroten, moet u de laadsnelheid en levensduur opofferen, wat moeilijk is om een ​​hoge capaciteit te behouden. Om in de toekomst batterijen te vervangen, is het enerzijds noodzakelijk om het onderzoek naar veiligheidskenmerken zoals vaste en halfvaste elektrolyten vooruit te helpen, anderzijds is het noodzakelijk om het onderzoek en de ontwikkeling van grote capaciteit kathodegegevens om een ​​doorbraak te bereiken in de energiedichtheid van lithiumbatterijen. Samengevat moeten de positieve en negatieve elektroden en elektrolytgegevens van de batterij samenwerken om meer vooruitgang te boeken qua vorm en capaciteit.