Bez šaubām, mēs visi gūtu labumu no ilgāka akumulatora darbības laika mūsu klēpjdatoros, hibrīdos un citās pārnēsājamās ierīcēs. Diemžēl pašreizējā litija jonu akumulators (LIB) ir gandrīz sasniedzis savu potenciālu, un vienīgais veids, kā palielināt mūsu portatīvo ierīču atvienotās darbības laiku, ir izgatavot lielākas baterijas. Tomēr tas diez vai ir praktiski izmantojams risinājums nozarē, kurā ir ļoti vēlams vieglāks un plānāks aprīkojums. Mums vajag kaut ko jaunu; veids, kā ievērojami palielināt uzglabāšanas jaudu, neizgatavojot lielākas enerģijas uzglabāšanas ierīces.
Ieteiktie videoklipi
Nesen, Enerģētikas departamenta Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālā laboratorija nāca klajā ar jaunu pavērsienu litija jonu akumulatorā, kas, kā ziņots, var uzglabāt “vismaz” divreiz vairāk enerģijas nekā parasts hibrīda vai klēpjdatora akumulators. Šajā gadījumā metode ietver sūkļa veida silīcija izmantošanu. Ir veikti arī citi ierosinātie akumulatora uzlabošanas “izrāvieni”, taču tie var notikt un var nenotikt, un labākajā gadījumā tie ir gadu attālumā. Tomēr šī ir ne tikai ļoti ticama, bet arī salīdzinoši nesāpīga izvietošana.
Kāpēc silīcijs?
Pašlaik gandrīz visi LIB izmanto grafīta elektrodus enerģijas uzglabāšanai un izlādēšanai. Šie parastie LIB uzglabā tikai 10 reizes mazāk enerģijas, nekā spēj silīcija elektrodi. Lai gan matemātiskās formulas ir sarežģītas, ideālā pasaulē silīcija akumulators nodrošinātu jums 10 reizes lielāku strāvas padevi. Tomēr, ņemot vērā visu pārējo, kas jāņem vērā, piemēram, akumulatora ķīmija, silīcija elektrodi (dažreiz saukti anodss) var dubultot vai, iespējams, trīskāršot enerģijas uzglabāšanas jaudu salīdzinājumā ar pašreizējo standartu.
Problēma ar silīcija lietošanu pagātnē bija tāda, ka tas absorbētu pārāk daudz litija jonu (tie ir nepieciešami, lai uzglabātu un palīdzētu ģenerēt enerģiju), bieži vien masas palielināšanās par 400 procentiem uzlāde. Tas, kā jūs varat iedomāties, izraisīja visa veida problēmas, tostarp (bet ne tikai) akumulatora korpusa lūzumu. Tas vienkārši nebija iespējams - līdz Enerģētikas departamenta Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālā laboratorija nāca klajā ar silīcija elektrodu, kas nodēvēts par "mezoporains silīcija sūklis”, kas paplašinās tikai par dzīvotspējīgiem 30 procentiem.
Vienkārši izsakoties, mezoporains silīcija sūklis ir silīcija gabals, kas perforēts ar caurumiem. Absorbējot litija jonus, nevis izplešoties uz āru, silīcijs palielina savu masu, aizpildot caurumus. Ar 30 procentu izplešanās ierobežojumu uz silīcija bāzes izgatavota elektroda enerģijas koncentrācija ir aptuveni 750 mAh uz gramu jeb aptuveni divas reizes vairāk nekā uz grafīta bāzes izgatavotiem elektrodiem. Turklāt silīcija elektrodi ir izrādījušies izturīgi — prototipa akumulators saglabāja 80 procentus no savas jaudas pēc 1000 uzlādes reizēm.
Kad mēs redzēsim šīs jaunās baterijas?
Enerģētikas departamenta Klusā okeāna ziemeļrietumu nacionālās laboratorijas nākamais loģiskais solis būtu lielāka prototipa izveide, iespējams, kaut kas pietiekami liels, lai darbinātu galveno mobilo ierīci. Tikmēr, kamēr mēs gaidām, kad valdības zinātnieki turpinās izstrādāt tehnoloģiju, Silīcija ielejas starta uzņēmums ar nosaukumu “Amprius” šobrīd strādā arī to izstrādē un komercializēšanā.
Protams, Amprius litija jonu enerģijas absorbcijas rādītāji uz silīcija bāzes ir daudz zemāki (tikai par 10–50 procentiem vairāk enerģijas nekā grafīts), taču līdz šim Rezultāti ir bijuši pietiekami iepriecinoši, lai liktu domāt, ka silīcijam ļoti labi varētu būt svarīga loma mūsu mobilo skaitļošanas ierīču darbināšanā – un, iespējams, drīzumā.
Redaktoru ieteikumi
- Kā rūpēties par klēpjdatora akumulatoru un pagarināt tā kalpošanas laiku
Uzlabojiet savu dzīvesveiduDigitālās tendences palīdz lasītājiem sekot līdzi straujajai tehnoloģiju pasaulei, izmantojot visas jaunākās ziņas, jautrus produktu apskatus, ieskatu saturošus rakstus un unikālus ieskatus.
