Stanford: Snížili jsme hmotnost lithium-iontových pantografů o 80 procent. Hustota energie se zvyšuje o 16-26 procent.
Vědci ze Stanford University a Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) se rozhodli zmenšit lithium-iontové články, aby snížili jejich hmotnost a zvýšili tak hustotu uložené energie. K tomu přepracovali nosné vrstvy směrem ven: místo širokých plechů mědi nebo hliníku použili úzké pásy kovu, doplněné vrstvou polymeru.
Vyšší hustota energie v Li-ion bez vysokých investičních nákladů
Každý Li-ion článek je válec sestávající z vrstvy nabíjení-vybíjení/vybíjení, elektrody, elektrolytu, elektrody a sběrače proudu v tomto pořadí. Vnější části jsou kovové fólie z mědi nebo hliníku. Umožňují elektronům opustit buňku a vrátit se do ní.
Vědci ze Stanfordu a SLAC se rozhodli zaměřit na sběrače, protože jejich hmotnost je často několik desítek procent hmotnosti celého článku. Místo měděných plechů použili polymerové fólie s úzkými měděnými proužky. Ukázalo se, že se podařilo snížit hmotnost kolektorů až o 80 procent:
Klasický válcový lithium-iontový článek je dlouhá role skládající se z několika vrstev. Vědci ze Stanfordu a SLAC zredukovali vrstvy, které sbírají náboje a vedou je – sběrače proudu. Místo měděných plechů použili polymer-měděné plechy obohacené o nehořlavé chemikálie (c) Yusheng Ye / Stanford University
To není vše: do polymeru lze přidat chemické sloučeniny, které zabraňují vznícení, a pak je nižší hořlavost prvků doprovázena nižší hmotností:
Hořlavost měděné fólie používané v klasickém lithium-iontovém článku a kolektoru vyvinutém americkými výzkumníky (c) Yusheng E / Stanford University
Výzkumníci říkají, že recyklované kolektory mohou zvýšit gravimetrickou hustotu energie článků o 16-26 procent (= o 16-26 procent více energie na stejnou jednotku hmotnosti). Znamená to, že baterie stejné velikosti a hustoty energie může být o 20 procent lehčí než aktuální.
V minulosti byly učiněny pokusy o optimalizaci nádrže, ale jejich změna vedla k neočekávaným vedlejším účinkům. Články se staly nestabilními nebo bylo zapotřebí více [drahého] elektrolytu. Zdá se, že varianta vyvinutá vědci ze Stanfordu takové problémy nepředstavuje.
Tato vylepšení jsou v raném výzkumu, takže neočekávejte, že se dostanou na trh před rokem 2023. Nicméně vypadají nadějně.
Nutno dodat, že Tesla má také zajímavý nápad sbírat náboj kovových vrstev. Namísto použití tenkých měděných proužků po celé délce role a jejich vytažení pouze na jednom místě (uprostřed) je okamžitě vytáhne pomocí překryté řezné hrany. Díky tomu se náboje pohybují na mnohem menší vzdálenost (odpor!) A měď zajišťuje další přenos tepla ven:
> Bude 4680 XNUMX článků v nových bateriích Tesly chlazeno shora a zdola? Pouze zespodu?
Toto by vás mohlo zajímat:
