Без съмнение всички ние ще се възползваме от по-дълъг живот на батерията в нашите лаптопи, хибриди и други преносими устройства. За съжаление, сегашната литиево-йонна батерия (LIB) почти достигна потенциала си и единственият начин да увеличим времето за работа без контакт в нашите преносими устройства е да направим по-големи батерии. Това обаче едва ли е работещо решение в индустрия, където по-леките и по-стегнати съоръжения са силно желателни. Имаме нужда от нещо ново; начин за значително увеличаване на капацитета за съхранение, без да се налага да правите по-големи устройства за съхранение на енергия.
Препоръчани видеоклипове
Наскоро, Тихоокеанската северозападна национална лаборатория на Министерството на енергетиката излезе с нов обрат на литиево-йонната батерия, която според съобщенията може да съхранява „поне“ два пъти повече енергия от конвенционална хибридна или лаптоп батерия. В този случай методът включва използването на силиций, подобен на гъба. Бяха направени и други предложени „пробиви“ за подобряване на батерията, но те могат или не могат да се случат и в най-добрия случай са след години. Този обаче е не само много правдоподобен, но и относително безболезнен за внедряване.
Защо силиций?
В момента почти всички LIB използват графитни електроди за съхранение и разреждане на енергия. Тези конвенционални LIB съхраняват едва 10 пъти по-малко енергия от това, на което са способни базираните на силиций електроди. Въпреки че математическите формули са сложни, в един перфектен свят батерията на базата на силиций би ви осигурила 10 пъти повече захранване. Въпреки това, като се има предвид всичко останало, което изисква внимание, като химията на батерията, силиконовите електроди (понякога наричани анодs) може да удвои или евентуално да утрои капацитета за съхранение на енергия спрямо настоящия стандарт.
Проблем с използването на силиций в миналото беше, че той абсорбира твърде много литиеви йони (необходими са за съхраняване и подпомагане на генерирането на енергия), като често разширяват масата си до 400 процента по време зареждане. Това, както можете да си представите, причини всякакви проблеми, включително (но не само) счупване на корпуса на батерията. Беше просто неработещо - докато Тихоокеанската северозападна национална лаборатория на Министерството на енергетиката не излезе със силициев електрод, наречен "мезопореста силиконова гъба”, който се разширява само с жизнеспособните 30 процента.
С прости думи, мезопорестата силиконова гъба е парче силиций, перфорирано с дупки. Когато абсорбира литиеви йони, вместо да се разширява навън, силицийът увеличава масата си, като запълва дупките. С границата на разширение от 30 процента, електродът на основата на силиций съдържа енергийна концентрация от около 750 mAh на грам, или приблизително два пъти повече от тази на електродите на базата на графит. В допълнение, силициевите електроди се оказаха устойчиви - прототипът на батерията запази 80 процента от капацитета си след 1000 зареждания.
Кога ще видим тези нови батерии?
Следващата логична стъпка на Тихоокеанската северозападна национална лаборатория на Министерството на енергетиката би била изграждането на по-голям прототип - може би нещо достатъчно голямо, за да захрани основно мобилно устройство. Междувременно, докато чакаме правителствените учени да продължат да разработват технологията, стартираща компания от Силиконовата долина на име "Амприус” в момента работи по тяхното разработване и комерсиализиране.
Разбира се, базираните на силиций литиево-йонни нива на поглъщане на енергия на Amprius са много по-ниски (само 10-50 процента повече съхранение на енергия от графита), но досега резултатите са достатъчно обнадеждаващи, за да предполагат, че силицийът много добре би могъл да играе важна роля в захранването на нашите мобилни изчислителни устройства – и може би скоро.
Препоръки на редакторите
- Как да се грижим за батерията на вашия лаптоп и да удължим живота й
Надградете начина си на животDigital Trends помага на читателите да следят забързания свят на технологиите с всички най-нови новини, забавни ревюта на продукти, проницателни редакционни статии и единствени по рода си кратки погледи.
