Зарядите 70% нового прорыва за несколько минут

Литиевые батареи – это знакомые электронные продукты, которые сейчас используются в мобильных телефонах, портативных компьютерах и электромобилях. Но литиевые батареи также известны своим долгим сроком службы и коротким сроком службы. Недавно команда из Сингапурского технологического университета Наньян (Nanyang Technological University) разработала новый тип быстрого питания. Этот аккумулятор может быть полностью заряжен на 70% за две минуты и может использоваться в течение 20 лет, что в 10 раз дольше, чем у аккумулятора того времени.

Литиевые батареи в основном состоят из информации о положительном электроде (такой как литий-кобальтовый кислород), электролите и информации об отрицательном электроде (например, о графите). Во время процесса зарядки ионы лития осаждаются из литий-кобальт-кислородной решетки анода и внедряются в чешуйчатый графит через электролит. Во время процесса разряда ионы лития покидают решетку чешуйчатого графита и вводятся в кислород кобальта лития через электролит. Литиевые батареи также называют батареями-качалками, потому что они перемещаются между положительным и отрицательным электродами во время зарядки и разрядки. В последние годы ученые разрабатывают новые типы литиевых батарей, особенно литий-серные батареи большой емкости, литий-кислородные батареи и нанокремниевые батареи, но из-за их хаотичного состава, высокой стоимости и короткого срока службы возникает множество эффектов. не получили повышения.

Традиционные литиевые батареи нельзя заряжать быстро, в основном из-за характеристик безопасности графитовых электродов. Когда аккумулятор работает, на поверхности электрода образуется мембрана из твердого электролита, которая блокирует шаги ионов лития и замедляет их скорость. Отличительной особенностью этого нового типа литиевых батарей является то, что в них в качестве катода используются сверхдлинные нанотрубки из диоксида титана, вместо традиционных графитовых материалов. Этот новый материал не образует электролитную мембрану, и ионы лития могут быть вставлены быстро, что обеспечивает быструю зарядку. Благодаря особой структуре одномерного наногеля диоксида титана новая батарея достигла прорывного срока службы, которая может быть переработана десятки тысяч раз. Ценой одного дня его можно использовать более 20 лет. Кроме того, диоксид титана (широко известный как диоксид титана), используемый в этом исследовании, имеет низкую стоимость, простоту обработки, хорошую воспроизводимость, высокую надежность и может быть легко связан с существующей технологией, а перспективы его промышленного применения очень широки.

Литиевые батареи появились в 1970-х годах. В 1991 году Sony представила первые коммерческие литиевые батареи, которые произвели революцию в бытовой электронике. Хотя литиевые батареи широко используются, их срок службы батарей и срок службы не достигли значительных успехов, что также ограничивает быстрое развитие электромобилей и других отраслей. Этот новый прорыв может иметь самые разные последствия во многих областях. В мобильных устройствах новые батареи могут препятствовать обязательному экранированию определенных электронных устройств. Индустрия электромобилей также сильно выиграет не только потому, что время зарядки может быть сокращено с нескольких часов до нескольких минут, но и потому, что пользователям не придется менять дорогие батареи (стоимостью около 10,000 долларов США) для дальнейшего продвижения преимуществ электрические транспортные средства.

Однако в настоящее время разработка литиевых батарей сталкивается с узким местом: если вы хотите увеличить емкость, вы должны пожертвовать скоростью зарядки и сроком службы, которые трудно поддерживать на высокой емкости. В будущем для замены аккумуляторов, с одной стороны, необходимо продвигать исследования таких средств безопасности, как твердые и полутвердые электролиты, а с другой стороны, необходимо ускорить исследования и разработки батарей большой емкости. данные катода для достижения прорыва в плотности энергии литиевых батарей. Таким образом, положительный и отрицательный электроды и данные об электролите батареи должны работать вместе, чтобы добиться большего прогресса с точки зрения формы и емкости.