El nou disseny de bateries de ions de liti és 2.000 vegades més potent i es recarrega 1.000 vegades més ràpidament

Universitat d

Investigadors de la Universitat d'Illinois a Urbana-Champaign han desenvolupat una nova tecnologia de bateries de ions de liti que és 2.000 vegades més potent que les bateries comparables. Segons els investigadors, no es tracta simplement d’un pas evolutiu en la tecnologia de la bateria, “és una nova tecnologia habilitadora ... trenca els paradigmes normals de les fonts d’energia. Ens permet fer coses noves i diferents '.

Actualment, l’emmagatzematge d’energia es tracta de compensacions. Podeu tenir molta potència (watts) o molta energia (watt-hora), però generalment no en podeu tenir les dues. Supercondensadors pot alliberar una gran quantitat d'energia, però només uns segons; les cèl·lules de combustible poden emmagatzemar una gran quantitat d'energia, però tenen una potència màxima limitada. Això és un problema, perquè la majoria de les aplicacions modernes de tecnologia avançada (telèfons intel·ligents, ordinadors portables i vehicles elèctrics) requereixen una gran quantitat d’energia i energia. Les bateries de ions de liti són actualment la millor solució per a aplicacions d’alta potència i energia, però fins i tot els millors dissenys de bateries de ions de liti exigeixen que els dissenyadors industrials i els enginyers electrònics tinguin importants compromisos en crear un nou dispositiu.



La qual cosa ens porta perfectament a la bateria de la Universitat d’Illinois, que té una densitat de potència superior a la d’un supercondensador i, malgrat tot, una densitat d’energia comparable a la de les bateries actuals de níquel-zinc i liti-ió. Segons el comunicat de premsa de la universitat, aquesta nova bateria podria permetre que els dispositius sense fils transmetin els seus senyals 30 vegades més lluny o, potser, sigui més útil, estar equipada amb una bateria 30 vegades més petita. Si això no fos suficient, aquesta nova bateria es pot recarregar i es pot carregar 1.000 vegades més ràpid que les bateries de ions de liò convencionals. En resum, es tracta d’una bateria de somni. (Vegeu:DoE demana una bateria química amb una capacitat de 5 vegades, en un termini de 5 anys: es pot fer?)



Diagrama que il·lustra la Universitat d

Aquests enormes avenços provenen d'una nova estructura de càtode i ànode, pionera pels investigadors de la Universitat d'Illinois. En essència, una bateria estàndard de li-ion té normalment un ànode sòlid i bidimensional format per grafit i un càtode format per sal de liti. La nova bateria d'Illinois, en canvi, té un ànode i un càtode porosos i tridimensionals. Per crear aquesta nova estructura d’elèctrodes, els investigadors construeixen una estructura de poliestirè (poliestirè) sobre un substrat de vidre, electrodepòsit de níquel al poliestirè i, a continuació, electrodepòsit de níquel-estany a l’ànode i diòxid de manganès al càtode. El diagrama anterior explica molt bé el procés.



El resultat final és que aquests elèctrodes porosos tenen una superfície massiva, el que permet que es produeixin més reaccions químiques en un espai determinat, proporcionant en última instància un augment massiu de la velocitat de descàrrega (potència de sortida) i la càrrega. Fins ara, els investigadors han utilitzat aquesta tecnologia per crear una microbateria de mida de botó, i es pot veure al gràfic següent la comparació de la seva bateria amb una cel·la de botó convencional de Sony CR1620. La densitat d’energia és lleugerament inferior, però la densitat de potència és 2.000 vegades major. A l'extrem oposat de l'espectre de la sang - llavors augmenta la densitat d'energia, però la densitat de potència és inferior La bateria de liti-aire d’IBM lidera actualment el paquet.

Densitat d

Densitat d'energia versus densitat de potència per a diverses tecnologies de bateries, inclosa la nova bateria d'ió-li àcid / càtode microestructurada de la Universitat d'Illinois

En el món real, aquesta tecnologia probablement s’utilitzarà per equipar els dispositius de consum amb bateries molt més petites i lleugeres: imagineu-vos un telèfon intel·ligent amb una bateria del gruix d’una targeta de crèdit, que es pot recarregar en pocs segons. També hi haurà un munt d’aplicacions fora de l’espai del consumidor, en entorns de gran potència, com ara làsers i dispositius mèdics, i altres zones que normalment utilitzen supercondensadors, com ara cotxes de Fórmula 1 i eines elèctriques de recàrrega ràpida. Perquè això passi, però, la Universitat d'Illinois haurà de demostrar primer que la seva tecnologia s'adapta a bateries més grans i que el procés de producció no és prohibitiu per a la producció comercial. Aquí hi ha esperança.



Copyright © Tots Els Drets Reservats | 2007es.com