Napolnite 70 % novega preboja v nekaj minutah

Litijeve baterije so znani elektronski izdelki, ki se danes uporabljajo v mobilnih telefonih, prenosnih računalnikih in električnih avtomobilih. Toda litijeve baterije so znane tudi po svoji dolgi in kratki življenjski dobi. Pred kratkim je ekipa s singapurske tehnološke univerze Nanyang (Nanyang Technological University) razvila novo vrsto hitrega. To baterijo je mogoče popolnoma napolniti s 70 % moči v dveh minutah in jo lahko uporabljate 20 let, kar je 10-krat dlje od takratne baterije.

Litijeve baterije so v glavnem sestavljene iz informacij o pozitivnih elektrodah (kot je litij-kobalt kisik), elektrolitov in negativnih elektrodnih informacij (kot je grafit). Med postopkom polnjenja se litijevi ioni oborijo iz rešetke litij-kobalt-kisik anode in se skozi elektrolit vgradijo v luskasti grafit. Med postopkom praznjenja litijevi ioni uidejo iz rešetke grafita v kosmičih in se skozi elektrolit vstavijo v litij-kobaltov kisik. Litijeve baterije imenujemo tudi baterije za gugalne stole, ker se med polnjenjem in praznjenjem prenašajo naprej in nazaj med pozitivno in negativno elektrodo. V zadnjih letih so znanstveniki razvijali nove vrste litijevih baterij, zlasti litij-žveplove baterije velike zmogljivosti, litij-kisikove baterije in nano-silicijeve baterije, vendar zaradi njihove kaotične sestave, visokih stroškov in kratke življenjske dobe obstaja veliko učinkov niso napredovali.

Tradicionalnih litijevih baterij ni mogoče hitro polniti, predvsem zaradi varnostnih lastnosti grafitnih elektrod. Ko baterija deluje, se na površini elektrode oblikuje trdna elektrolitska membrana, ki bo blokirala sledi litijevih ionov in upočasnila njihovo hitrost. Posebnost te nove vrste litijevih baterij je, da namesto tradicionalnih grafitnih materialov kot katodo uporablja ultra dolg gel nanocevke iz titanovega dioksida. Ta novi material ne tvori elektrolitske membrane in litijeve ione je mogoče hitro vstaviti, s čimer se doseže hitro polnjenje. Zaradi posebne strukture enodimenzionalnega titanovega dioksida nanogela je nova baterija dosegla preboj v življenjski dobi, ki jo je mogoče reciklirati več deset tisočkrat. Po ceni dneva se lahko uporablja več kot 20 let. Poleg tega ima titanov dioksid (splošno znan kot titanov dioksid), uporabljen v tej študiji, nizke stroške, enostavno obdelavo, dobro ponovljivost, visoko zanesljivost in ga je mogoče nemoteno povezati z obstoječo tehnologijo, možnosti njegove industrijske uporabe pa so zelo široke.

Litijeve baterije so se pojavile v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja. Leta 1970 je Sony predstavil prve komercialne litijeve baterije, ki so spremenile potrošniško elektroniko. Čeprav so bile litijeve baterije široko uporabljene, njihova življenjska doba in življenjska doba nista dosegli učinkovitega preboja, kar prav tako omejuje hiter razvoj električnih vozil in drugih industrij. Ta novi preboj ima lahko obsežne učinke na številnih področjih. V mobilnih napravah lahko nove baterije preprečijo obvezno zaščito nekaterih elektronskih naprav. Industrija električnih vozil bo imela tudi velike koristi, ne le zato, ker je mogoče čas polnjenja skrajšati z nekaj ur na nekaj minut, ampak tudi zato, ker uporabnikom ne bo treba menjati dragih baterij (ki stanejo približno 1991 $), da bi dodatno promovirali prednosti električna vozila.

Vendar se v tem času razvoj litijevih baterij sooča z ozkim grlom: če želite povečati kapaciteto, morate žrtvovati hitrost polnjenja in življenjsko dobo, ki je težko vzdrževati visoko zmogljivost. V prihodnosti je treba za zamenjavo baterij po eni strani pospešiti raziskave varnostnih lastnosti, kot so trdni in poltrdni elektroliti, po drugi strani pa je treba pospešiti raziskave in razvoj velikih zmogljivosti. katodnih podatkov za dosego preboja v energijski gostoti litijevih baterij. Če povzamemo, morajo pozitivne in negativne elektrode ter podatki o elektrolitu baterije delovati skupaj, da bi dosegli večji napredek glede oblike in zmogljivosti.