Стэнфорд: Биз литий-иондук клеткалардагы учурдагы коллекторлордун салмагын 80 пайызга азайттык. Энергиянын тыгыздыгы 16—26 процентке жогорулайт.

Stanford University жана Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) илимпоздору литий-иондук клеткалардын салмагын азайтуу жана ошону менен сакталган энергиянын тыгыздыгын жогорулатуу үчүн кичирейтүүнү чечишти. Бул үчүн алар жүк көтөрүүчү катмарларды сыртка карай кайра иштетишкен: жезден же алюминийден жасалган кенен барактардын ордуна полимер катмары менен толукталган кууш металл тилкелерин колдонушкан.

Чоң инвестициялык чыгымдарсыз Li-ionдо жогорку энергия тыгыздыгы

Ар бир литий-иондук клетка заряд-разряд/разряд катмарынан, электроддон, электролиттен, электроддон жана ошол тартипте ток коллекторунан турган түрмөк. Сырткы бөлүктөрү жезден же алюминийден жасалган металл фольга. Алар электрондордун кетип, клеткага кайтып келишине мүмкүндүк берет.

Стэнфорд жана SLAC окумуштуулары коллекционерлерге көңүл бурууну чечишти, анткени алардын салмагы көбүнчө бүт шилтеменин салмагынын бир нече ондогон пайызын түзөт. Жез барактардын ордуна алар жездин кууш тилкелери бар полимер пленкаларын колдонушкан. жыйноочулардын салмагын 80 процентке чейин кыскартууга мумкун болгон экен:

Классикалык цилиндрдик литий-иондук клетка бир нече катмардан турган узун түрмөк. Стэнфорд жана SLAC окумуштуулары заряддарды чогултуучу жана өткөрүүчү катмарларды — учурдагы коллекторлорду кичирейтишти. Жез барактардын ордуна, алар күйбөгөн химиялык заттар менен байытылган полимер-жез барактарды колдонушкан (c) Yusheng E / Stanford University

Бул баары эмес: полимерге күйүүнүн алдын алган химиялык кошулмаларды кошууга болот, андан кийин элементтердин аз күйүүчүлүгү азыраак салмак менен коштолот:

Стэнфорд: Биз литий-иондук пантографтардын салмагын 80 пайызга азайттык. Энергиянын тыгыздыгы 16—26 процентке жогорулайт.

Америкалык изилдөөчүлөр тарабынан иштелип чыккан классикалык литий-иондук клеткада жана коллектордо колдонулган жез фольгасынын күйүүчүлүгү (c) Yusheng E / Stanford University

Окумуштуулардын айтымында, кайра конструкцияланган коллекторлор клеткалардын гравиметрикалык энергия тыгыздыгын 16-26 пайызга (= массанын ошол эле бирдиги үчүн 16-26 пайызга көбүрөөк энергия) жогорулата алат. Бул дегенди билдирет көлөмү жана энергия сыйымдуулугу бирдей болгон батарея азыркыдан 20 пайызга жеңил болот.

Суу сактагычты оптималдаштыруу буга чейин да болгон, бирок өзгөртүүлөр күтүлбөгөн терс таасирлерге алып келген. Клеткалар туруксуз болуп калды же көбүрөөк [кымбат] электролит талап кылынат. Стэнфорддук окумуштуулар иштеп чыккан версия мындай көйгөйлөрдү жаратпайт окшойт.

Бул жакшыртуулар изилдөөнүн алгачкы баскычтарында, андыктан алар 2023-жылга чейин рынокко чыгат деп күтпөңүз. Бирок, алар келечектүү көрүнөт.

Тесланын металл катмарларынын зарядын чогултуу боюнча да кызыктуу идеясы бар экенин кошумчалоо керек. Рулондун бүт узундугу боюнча ичке жез тилкелерин колдонуп, аларды бир жерге (ортосуна) алып чыгуунун ордуна, ал бири-бирин жабуунун кесилген четин колдонуп түз алып чыгат. Бул заряддардын бир топ кыска аралыкты басып өтүшүнө себеп болот (каршылык!), ал эми жез сыртка кошумча жылуулук өткөрүүнү камсыз кылат: