Naładuj 70% nowego przełomu w kilka minut

Baterie litowe to znane produkty elektroniczne, które są obecnie używane w telefonach komórkowych, notebookach i samochodach elektrycznych. Ale baterie litowe są również znane ze swojej długiej i krótkiej żywotności. Niedawno zespół z singapurskiego Uniwersytetu Technologicznego Nanyang (Uniwersytet Technologiczny Nanyang) opracował nowy rodzaj szybkiego. Ta bateria może być w pełni naładowana 70% mocy w ciągu dwóch minut i może być używana przez 20 lat, czyli 10 razy dłużej niż bateria w tym czasie.

Baterie litowe składają się głównie z informacji o elektrodach dodatnich (takich jak litowo-kobaltowy tlen), elektrolitach i elektrodach ujemnych (takich jak grafit). Podczas procesu ładowania jony litu wytrącają się z sieci litowo-kobaltowo-tlenowej anody i są osadzane w graficie płatkowym poprzez elektrolit. Podczas procesu rozładowania jony litu wydostają się z sieci płatkowo-grafitowej i są wprowadzane do tlenu litowo-kobaltowego przez elektrolit. Baterie litowe są również nazywane bateriami do bujanych foteli, ponieważ przenoszą się między dodatnią i ujemną elektrodą podczas ładowania i rozładowywania. W ostatnich latach naukowcy opracowali nowe typy baterii litowych, zwłaszcza baterie litowo-siarkowe o dużej pojemności, baterie litowo-tlenowe i baterie nano-krzemowe, ale ze względu na ich chaotyczny skład, wysoki koszt i krótką żywotność, wiele efektów nie zostały awansowane.

Tradycyjne baterie litowe nie mogą być ładowane szybko, głównie ze względu na właściwości bezpieczeństwa elektrod grafitowych. Podczas pracy akumulatora na powierzchni elektrody tworzy się membrana ze stałego elektrolitu, która zablokuje ślady jonów litu i spowolni ich prędkość. Charakterystyczną cechą tego nowego typu baterii litowej jest to, że jako katodę zastosowano ultradługi żel z nanorurek z dwutlenkiem tytanu zamiast tradycyjnych materiałów grafitowych. Ten nowy materiał nie tworzy membrany elektrolitowej, a jony litu można szybko wprowadzić, co zapewnia szybkie ładowanie. Dzięki specjalnej strukturze jednowymiarowego nanożelu z dwutlenku tytanu, nowa bateria osiągnęła przełom w zakresie żywotności, którą można poddawać recyklingowi dziesiątki tysięcy razy. Kosztem jednego dnia może być używany przez ponad 20 lat. Ponadto stosowany w tym badaniu dwutlenek tytanu (potocznie zwany dwutlenkiem tytanu) charakteryzuje się niskim kosztem, łatwością obróbki, dobrą powtarzalnością, wysoką niezawodnością, można go bezproblemowo łączyć z istniejącą technologią, a jego perspektywy zastosowań przemysłowych są bardzo szerokie.

Baterie litowe pojawiły się w latach 1970-tych. W 1991 roku firma Sony wprowadziła pierwsze komercyjne baterie litowe, które zrewolucjonizowały elektronikę użytkową. Chociaż baterie litowe są szeroko stosowane, ich żywotność i żywotność nie osiągnęły skutecznych przełomów, co również ogranicza szybki rozwój pojazdów elektrycznych i innych gałęzi przemysłu. Ten nowy przełom może mieć dalekosiężne skutki w wielu obszarach. W urządzeniach mobilnych nowe baterie mogą zapobiec obowiązkowemu ekranowaniu niektórych urządzeń elektronicznych. Przemysł pojazdów elektrycznych również odniesie znaczne korzyści, nie tylko dlatego, że czas ładowania może zostać skrócony z kilku godzin do kilku minut, ale także dlatego, że użytkownicy nie będą musieli wymieniać drogich akumulatorów (kosztujących około 10,000 XNUMX USD), aby dalej promować korzyści płynące z pojazdy elektryczne.

Jednak w tej chwili rozwój akumulatorów litowych napotyka wąskie gardło: jeśli chcesz zwiększyć pojemność, musisz poświęcić szybkość ładowania i żywotność, co jest trudne do utrzymania wysokiej pojemności. W przyszłości, aby wymienić baterie, z jednej strony konieczne jest zaawansowanie badań nad zabezpieczeniami jakimi są elektrolity stałe i półstałe, z drugiej zaś konieczne jest przyspieszenie badań i rozwoju wielkopojemnościowych dane katodowe w celu osiągnięcia przełomu w gęstości energii baterii litowych. Podsumowując, elektrody dodatnie i ujemne oraz dane dotyczące elektrolitu akumulatora muszą ze sobą współpracować, aby osiągnąć większy postęp pod względem formy i pojemności.