Be jokios abejonės, mes visi gautume naudos iš ilgesnio nešiojamųjų kompiuterių, hibridinių ir kitų nešiojamų įrenginių akumuliatoriaus veikimo laiko. Deja, dabartinė ličio jonų baterija (LIB) beveik išnaudojo savo potencialą, o vienintelis būdas pailginti mūsų nešiojamų įrenginių veikimo laiką atjungus nuo maitinimo šaltinio yra gaminti didesnes baterijas. Tačiau tai vargu ar tinkamas sprendimas pramonėje, kur labai pageidautina lengvesnė ir plonesnė įranga. Mums reikia kažko naujo; būdas žymiai padidinti saugojimo talpą, nereikia gaminti didesnių energijos kaupimo įrenginių.
Rekomenduojami vaizdo įrašai
Neseniai, Energetikos departamento Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija sugalvojo naują ličio jonų akumuliatoriaus posūkį, kuris, kaip pranešama, gali sukaupti „bent“ dvigubai daugiau energijos nei įprasta hibridinė ar nešiojamojo kompiuterio baterija. Šiuo atveju taikant metodą reikia naudoti į kempinę panašų silicį. Buvo padaryta ir kitų siūlomų baterijos tobulinimo „proveržių“, tačiau jie gali įvykti arba neįvykti, o geriausiu atveju – po kelerių metų. Tačiau tai ne tik labai tikėtina, bet ir gana neskausminga įdiegti.
Kodėl silicis?
Šiuo metu beveik visi LIB naudoja grafito elektrodus energijai kaupti ir iškrauti. Šie įprasti LIB saugo tik 10 kartų mažiau energijos, nei gali silicio elektrodai. Nors matematinės formulės yra sudėtingos, tobulame pasaulyje silicio baterija suteiktų 10 kartų daugiau energijos. Tačiau atsižvelgiant į visa kita, į ką reikia atsižvelgti, pvz., akumuliatoriaus chemiją, silicio elektrodus (kartais vadinamus anodass) gali dvigubai arba trigubai padidinti energijos kaupimo talpą, palyginti su dabartiniu standartu.
Praeityje silicio naudojimo problema buvo ta, kad jis sugers per daug ličio jonų (jie reikalingi energijai kaupti ir padėti generuoti), dažnai išplečiama net 400 procentų įkrovimas. Tai, kaip galite įsivaizduoti, sukėlė įvairių problemų, įskaitant (bet tuo neapsiribojant) akumuliatoriaus korpuso įtrūkimą. Tai buvo tiesiog neįveikiama – kol Energetikos departamento Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinė laboratorija nepateikė silicio elektrodo, pavadinto „mezoporinė silicio kempinė“, kuri plečiasi tik 30 procentų.
Paprastai tariant, mezoporinė silicio kempinė yra silicio gabalas, perforuotas skylutėmis. Sugerdamas ličio jonus, o ne plečiasi į išorę, silicis padidina savo masę užpildydamas skyles. Esant 30 procentų plėtimosi ribai, silicio elektrodo energijos koncentracija yra maždaug 750 mAh viename grame arba maždaug dvigubai didesnė nei grafito elektrodų. Be to, pasirodė, kad silicio elektrodai yra atsparūs – prototipo baterija išlaikė 80 procentų talpos po 1000 įkrovimų.
Kada pamatysime šias naujas baterijas?
Kitas logiškas Energetikos departamento Ramiojo vandenyno šiaurės vakarų nacionalinės laboratorijos žingsnis būtų sukurti didesnį prototipą – galbūt kažką pakankamai didelio, kad galėtų maitinti pagrindinį mobilųjį įrenginį. Tuo tarpu, kol laukiame, kol vyriausybės mokslininkai toliau plėtos technologiją, Silicio slėnio startuolis, pavadintas „Amprius“ šiuo metu taip pat kuria ir komercializuoja juos.
Tiesa, „Amprius“ silicio pagrindo ličio jonų energijos absorbcijos rodikliai yra daug mažesni (tik 10–50 proc. daugiau energijos kaupimo nei grafitas), tačiau iki šiol rezultatai buvo pakankamai džiuginantys, kad būtų galima teigti, kad silicis labai gerai gali atlikti svarbų vaidmenį aprūpinant mūsų mobiliuosius skaičiavimo įrenginius – ir galbūt greitai.
Redaktorių rekomendacijos
- Kaip prižiūrėti nešiojamojo kompiuterio akumuliatorių ir prailginti jo tarnavimo laiką
Atnaujinkite savo gyvenimo būdąSkaitmeninės tendencijos padeda skaitytojams stebėti sparčiai besivystantį technologijų pasaulį – pateikiamos visos naujausios naujienos, smagios produktų apžvalgos, įžvalgūs vedamieji leidiniai ir unikalūs žvilgsniai.
