Ослепительная технология черных литиевых батарей, принцип постоянно меняется?

История использования энергии человеческим обществом, от 4 миллиардов лет назад до 200 лет назад, была использованием фотосинтеза; Ватт изобрел паровой двигатель, двигатель внутреннего сгорания второй промышленной революции, и люди начали использовать ископаемые виды энергии, такие как уголь и нефть. В последнее время человечество обратило внимание на комплексное использование энергии, требующее эффективного сбора, хранения и транспортировки энергии.

Люди собирают всю энергию и сначала преобразуют ее в электричество. Хранение электроэнергии стало главным приоритетом в использовании энергии, в которой преобладают электрохимические устройства, от конденсаторов до батарей, топливных элементов и суперконденсаторов. В разных приложениях используются разные электрохимические устройства.

Профессор Лююнфэн сказал на Международном форуме по интеллектуальной энергии, что типы батарей различаются, но цель на самом деле одна и та же. Все они хотят сделать большую мощность, высокую плотность емкости и долгий срок службы. Как сделать батарею? Вернемся к природе, потому что фотосинтез - это самый примитивный процесс преобразования энергии на Земле.

Солнечный свет разлагает воду на электроны и протоны в хлорофилле. Электроны имеют электронные каналы, а протоны имеют протонные каналы. Двуокись углерода превращается в углеводородный материал путем внутреннего синтеза. Самое главное в этом процессе - иметь независимые протонный и электронный каналы.

То же самое и с литиевыми батареями. Литий-ионные батареи изначально были литий-железо-фосфатными, а не графитовыми. Отрицательный графит, положительный фосфат лития-железа. При разряде литий, внедренный в графит, теряет электроны, становится ионами лития и заканчивается фосфатом железа, превращаясь в фосфат лития-железа.

Отношения между ионами лития и электронами взаимозависимы. Нет иона без электронов, и нет электрона без ионов. Низкая скорость между ними определяет мощность батареи. Кроме того, стабильность литий-ионных каналов и проводящих линий влияет на срок службы батареи.

Из этого процесса видно, что для превращения литий-ионных аккумуляторов в аккумуляторы с высокой плотностью энергии, большой мощностью и длительным сроком службы важно установить эффективные и стабильные ионно-электронные каналы.

Создание эффективного и независимого ионно-электронного канала может работать из материала. Литий-ионные аккумуляторы обычно плохо проводят, а уголь может увеличить проводимость; Литий-ионная проводимость также недостаточно хороша, вы можете сделать частицы меньше, чтобы ионам лития не приходилось перемещаться на слишком большие расстояния, поэтому материал электрода литиевой батареи на рынке все меньше и меньше. Кроме того, мелкие частицы могут сделать структуру более устойчивой.

В настоящее время большинство направлений исследований литиевых батарей также остается прежним. Ионы и электроны необходимы для материалов электродов. Научное решение - использовать графен, углеродные трубки и, конечно же, другие углеродные соединения. Затем материал превращается в наночастицы, или нанопроволоки объединяются с углеродными трубками, так что может быть достигнут процесс проведения электронных ионов, и структура может быть очень стабильной.

Возьмем, к примеру, нанопроволоки. Нанопроволоки и композитные конструкции, которые пересекаются с углеродными трубками, обладают очень хорошей проводимостью и являются отличными материалами для суперконденсаторов. Чтобы ускорить ионную проводимость, также используется пятиокись ванадия. Это слоистый материал, в котором много места. Мы можем еще больше увеличить расстояние между слоями с 0,35 нм до 0,45 нм. Литий-ионный работает быстрее. Этот комплекс может использоваться не только как материал для суперконденсаторов, но и как материал для натриевых батарей и натриевых конденсаторов. В конце концов, натрий дешевле и его гораздо больше, чем лития.

Наночастицы также распространены, но проводятся дополнительные исследования. Помимо смешивания наночастиц непосредственно с углеродными трубками, есть также способ собрать небольшие наночастицы в сферы и углеродные трубки. Такая структура позволяет батарее иметь более высокий коэффициент удвоения и более длительный срок службы.

Стоит упомянуть, что наночастицы часто превращаются в маслянистую, то есть естественную отталкивающую воду. Другой - гидрофильный, требующий особого обращения. Обычно углеродные трубки легко адсорбируют акриловую кислоту, поэтому, когда наночастицы объединяются с углеродными трубками, углеродные трубки могут сначала адсорбировать немного акриловой кислоты.

Кроме того, существует более простой метод, называемый распылительной сушкой. То есть наночастицы, углеродные трубки или проводящие предметы непосредственно распыляются и сушатся, чтобы получить частицы. Одним из преимуществ этого является то, что во время процесса распыления углеродные трубы будут расширяться, а такие материалы, как оксид железа, образуют особую структуру, так что внешняя часть материала не является проводящей, но внутренняя часть имеет хорошую электрическую проводимость. Этот технический принцип так же легко внедрить в промышленность, как распыление сухого молока.

Материалы аккумуляторов не только имеют положительные и отрицательные полюса, но и электролиты также чрезвычайно важны. В настоящее время исследователи разработали добавку, которая может обеспечить неподвижность отрицательных ионов в электролите, при этом перемещаются только положительные ионы. Таким образом, скорость движения ионов лития будет увеличена в геометрической прогрессии, и аккумулятор можно будет заряжать и разряжать с большим увеличением для достижения быстрой зарядки.

Страница содержит содержимое машинного перевода.