Ladda 70 % nytt genombrott på några minuter

Litiumbatterier är välkända elektroniska produkter som nu används i mobiltelefoner, bärbara datorer och elbilar. Men litiumbatterier är också kända för sin långa livslängd och korta livslängd. Nyligen utvecklade ett team från Singapores Nanyang Technological University (Nanyang Technological University) en ny typ av snabba. Detta batteri kan laddas helt med 70 % av strömmen på två minuter och kan användas i 20 år, vilket är 10 gånger längre än batteriet vid tillfället.

Litiumbatterier består huvudsakligen av positiv elektrodinformation (som litiumkoboltsyre), elektrolytinformation och negativ elektrodinformation (som grafit). Under laddningsprocessen fälls litiumjoner ut från anodens litiumkobolt-syregitter och bäddas in i flinggrafiten genom elektrolyten. Under urladdningsprocessen flyr litiumjoner från flinggrafitgittret och förs in i litiumkoboltsyren genom elektrolyten. Litiumbatterier kallas också gungstolsbatterier eftersom de överförs fram och tillbaka mellan de positiva och negativa elektroderna under laddning och urladdning. Under de senaste åren har forskare utvecklat nya typer av litiumbatterier, särskilt litium-svavelbatterier med stor kapacitet, litiumsyrebatterier och nano-kiselbatterier, men på grund av deras kaotiska sammansättning, höga kostnader och korta livslängd har många effekter. har inte befordrats.

Traditionella litiumbatterier kan inte laddas snabbt, främst på grund av säkerhetsegenskaperna hos grafitelektroder. När batteriet fungerar bildas ett fast elektrolytmembran på elektrodens yta, vilket blockerar litiumjonernas fotspår och saktar ner deras hastighet. Det utmärkande för denna nya typ av litiumbatteri är att den använder ultralång titandioxid nanorörsgel som katod istället för traditionella grafitmaterial. Detta nya material bildar inte ett elektrolytmembran, och litiumjoner kan snabbt införas och därigenom uppnå snabb laddning. På grund av den speciella strukturen hos den endimensionella titandioxidnanogelen har det nya batteriet fått ett genombrott vad gäller livslängd, som kan återvinnas tiotusentals gånger. Till priset av en dag kan den användas i mer än 20 år. Dessutom har titandioxiden (allmänt känd som titandioxid) som används i denna studie låg kostnad, enkel bearbetning, bra repeterbarhet, hög tillförlitlighet och kan sömlöst kopplas till den befintliga tekniken, och dess industriella tillämpningsmöjligheter är mycket breda.

Litiumbatterier kom ut på 1970-talet. 1991 introducerade Sony de första kommersiella litiumbatterierna, vilket revolutionerade hemelektroniken. Även om litiumbatterier har använts flitigt, har deras batterilivslängd och livslängd inte uppnått effektiva genombrott, vilket också begränsar den snabba utvecklingen av elfordon och andra industrier. Detta nya genombrott kan få omfattande effekter på många områden. I mobila enheter kan nya batterier förhindra obligatorisk avskärmning av vissa elektroniska enheter. Elfordonsindustrin kommer också att gynnas mycket, inte bara för att laddningstiden kan minskas från några timmar till några minuter, utan också för att användarna inte behöver byta de dyra batterierna (kostar cirka 10,000 XNUMX USD) för att ytterligare främja fördelarna med elektriska fordon.

Men vid denna tidpunkt står utvecklingen av litiumbatterier inför en flaskhals: om du vill öka kapaciteten måste du offra laddningshastighet och cykellivslängd, vilket är svårt att hålla hög kapacitet. I framtiden, för att ersätta batterier, är det å ena sidan nödvändigt att främja forskningen om säkerhetsfunktioner såsom fasta och halvfasta elektrolyter, å andra sidan är det nödvändigt att påskynda forskningen och utvecklingen av stor kapacitet katoddata för att uppnå ett genombrott i energitätheten hos litiumbatterier. Sammanfattningsvis måste de positiva och negativa elektroderna och elektrolytdata för batteriet samverka för att göra större framsteg när det gäller form och kapacitet.