Лучшие инновации, тенденции и материалы в области аккумуляторных технологий

Каковы новейшие технологии в аккумуляторах?

Способы производства батарей не развивались десятилетиями. Но мы находимся на пороге революции власти.

Крупные технологические и автомобильные компании слишком хорошо осведомлены об ограничениях литий-ионных аккумуляторов. В то время как чипы и операционные системы становятся более эффективными для экономии энергии, мы все еще наблюдаем за каждым или двумя днями использования смартфона перед подзарядкой.

Пройдет некоторое время, прежде чем мы сможем прожить неделю жизни наших телефонов, но разработка идет хорошо. Мы собрали все лучшие открытия в области аккумуляторов, которые могут быть с нами в ближайшее время, от беспроводной зарядки до сверхбыстрой 30-секундной подзарядки. Надеюсь, скоро вы увидите эту технологию в своих гаджетах.

Исследователи из Университета Монаша разработали литий-серную батарею, способную обеспечивать питание смартфона в течение 5 дней, превосходя литий-ионную. Исследователи изготовили эту батарею, имеют патенты и, следовательно, интересуют производителей.

IBM Research сообщает, что они открыли новый химический состав аккумуляторов, который не содержит тяжелых металлов, таких как никель и кобальт, и потенциально превосходит литий-ионные. IBM Research утверждает, что этот химический состав никогда раньше не использовался в сочетании с батареей и что материалы можно извлекать из морской воды.

3.2V 20A Низкотемпературная батарея LiFePO4 -40℃ 3C Разрядная емкость ≥70% Температура зарядки: -20~45℃ Температура разрядки: -40~+55℃ пройти тест на иглоукалывание -40℃ максимальная скорость разряда: 3C

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Производительность батареи многообещающая, при этом IBM Research заявляет, что она может превзойти литий-ионную в ряде различных областей - она дешевле в производстве, она может заряжаться быстрее, чем литий-ионная, и может иметь как более высокую мощность, так и энергию. плотности. Все это часто бывает при аккумуляторной батарее с низкой горючестью электролитов.

IBM Research отмечает, что эти преимущества сделают ее новую технологию аккумуляторов подходящей для электромобилей, и вместе с Mercedes-Benz, в частности, она работает над превращением этой технологии в жизнеспособную коммерческую батарею.

Panasonic, работая с профессором Масахиро Фукуи из Университета Рицумейкан, разработала новую технологию управления батареями, которая значительно упростит мониторинг аккумуляторов и определение остаточной стоимости литий-ионных аккумуляторов в них.

Panasonic заявляет, что этот метод поможет продвижению к устойчивому развитию за счет повышения способности управлять повторным использованием и переработкой литий-ионных батарей.

Sand Batteries - это также новые батареи, которые скоро появятся на рынке. В этом альтернативном типе литий-ионных аккумуляторов используется кремний, что обеспечивает в 3 раза лучшую производительность, чем современные графитовые литий-ионные аккумуляторы. Батарея остается литий-ионной, как и в вашем смартфоне, но в анодах используется кремний, а не графит.

Ученые из Калифорнийского университета в Риверсайде в течение короткого времени сосредоточили свое внимание на нанокремнии, но он слишком быстро деградирует, и его трудно поставлять в больших количествах. Используя песок, его часто очищают, измельчают в порошок, затем измельчают с солью и магнием перед нагреванием, чтобы избавиться от кислорода, что приводит к чистому кремнию. Изначально мы начали это исследование в 2014 году, и теперь оно приносит свои плоды.

Silanano может быть стартапом в области аккумуляторных технологий, который внедряет эту систему и получил большие инвестиции от таких компаний, как Daimler и BMW. Компания заявляет, что ее решение часто используется в существующем производстве литий-ионных аккумуляторов, поэтому оно настроено на масштабируемое развертывание, обещая прирост производительности аккумулятора на 20 процентов сейчас или на 40 процентов в ближайшем будущем.

Какие батареи будут в тренде в будущем?

Литий-ионная технология

Цены на литий-ионные батареи стремительно падают в течение почти 20 лет, в период с 1990 по 2005 год цены на бытовую электронику упали на 90 процентов и с тех пор продолжают падать. Эта скидка включает 11-кратное увеличение емкости аккумулятора на каждые 100 долларов с 2000 года.

Масштабное производство

Развертывание завода Tesla Giga сделает возможным к 2020 году литий-ионные батареи в электромобилях по 100 долларов за 1 кВт-ч. Эта цена позволит вам заправить эквивалент топливного бака за 9,35 доллара.

Батареи Flow

Аккумуляторы Flow только начинают подключаться к розетке, и в лаборатории было доказано, что они работают в течение пяти тысяч циклов зарядки или более.

Хранение сжатого воздуха

Компания LightSail Energy создает физические компоненты, рассчитанные на 10 000+ циклов зарядки.

Время использования арбитража

США все чаще вводят плату за электроэнергию по времени использования. Прямо сейчас это означает взимание с потребителей платы за кофе в середине ночи (когда спрос низкий) и высокой ставки в полдень и ранним вечером (когда спрос находится на пике).

Низкотемпературный прочный полимерный аккумулятор для ноутбука с высокой плотностью энергии Спецификация аккумулятора: 11,1 В 7800 мАч -40 ℃ 0,2 C разрядная емкость ≥80% Пыленепроницаемый, устойчивый к падению, антикоррозийный, антиэлектромагнитный

ЧИТАТЬ ДАЛЕЕ

Какой материал батареи самый популярный?

Свинцово-кислотный

Это наиболее распространенный тип батарей, используемых в автомобилях и для хранения солнечной энергии, поскольку они обеспечивают высокий ток и их стоимость сравнительно невысока. Они хранят всего около 25 ватт-часов на килограмм. Каждая ячейка состоит из свинцовых электродов в растворе серной кислоты. Один свинцовый электрод покрыт оксидом свинца. Последовательное соединение 6 из этих ячеек дает батарею на 12 В.

Аккумуляторы глубокого разряда имеют более толстые электроды, чем качественные стартерные аккумуляторы. Гелевые батареи и герметичные свинцово-кислотные батареи обычно хранят солнечную электроэнергию для внесетевых приложений.

Литий-ионный

Литий-ионные батареи используются в компьютерах и бытовой электронике. В настоящее время ведется работа по их адаптации для других приложений из-за их большей удельной мощности. Они хранят около 150 ватт-часов на килограмм. Электроды изготовлены из оксида лития-кобальта (LiCoO2), графита и твердого литиевого электролита. Напряжение элементов ионно-литиевых батарей высокое, оно может достигать приблизительно 4 В для перехода Li + из частично восстановленного графита в частично окисленный оксид лития-кобальта.

Батареи могут взорваться при высоких температурах. Текущие исследования в этой области касаются новых электродных материалов и электролитов для повышения термической стабильности в больших батареях.

Никель-металлогидрид

Металл, который находится внутри никель-металлогидридной батареи, представляет собой интерметаллид, AB5, где A также может быть смесью редкоземельных элементов лантана, церия, неодима, празеодима, а B - никель, кобальт, марганец и / или алюминий. . Они хранят около 100 ватт-часов на килограмм и намного более термически стабильны, чем литий-ионные батареи. Некоторые из них были разработаны для гибридных автомобилей.