Paaiškinta: kaip IIT tyrimai gali pagerinti ličio jonų baterijos veikimą

Tyrėjai iš IIT Guwahati sukūrė techniką, kuri gali tiksliai įvertinti vieną iš svarbiausių akumuliatoriaus vidinių būsenų, žinomų kaip SOC, trumpinys įkrovimo būsena.

Tyrėjai bandė sugalvoti alternatyvų ar būdų, kaip patobulinti ličio jonų baterijas. (Reprezentacinis vaizdas)

Tyrėjai iš IIT Guwahati sukūrė metodą, skirtą pagerinti įkraunamų ličio jonų baterijų, kurios maitina daugumą šiandien naudojamų nešiojamų įrenginių, veikimą. Jų išvados praėjusį mėnesį buvo paskelbtos žurnale IEEE Xplore.

Naujienlaiškis| Spustelėkite, kad gautuosiuose gautumėte geriausius dienos paaiškinimus

Kas yra ličio jonų baterijos?

2019 m. Nobelio chemijos premija buvo bendrai įteikta Stanley Whittingham, John Goodenough ir Akira Yoshino už darbai, paskatinę sukurti ličio jonų baterijas , kurie, be kitų įrenginių, naudojami daugelyje mobiliųjų telefonų, išmaniųjų telefonų, planšetinių kompiuterių, nešiojamųjų kompiuterių ir maitinimo blokų. Pirmąją komerciškai perspektyvią ličio jonų bateriją 1985 m. sukūrė Yoshino, kuris sukūrė pagal Whittingham ir Goodenough darbus. Karališkoji Švedijos mokslų akademija pažymi, kad ličio jonų baterijos pagrindas buvo padėtas per 1970-ųjų naftos krizę, tuo metu Vittingamas pradėjo kurti metodus, kurie leistų sukurti energijos technologijas be iškastinio kuro.

Šiandien dauguma elektrinių transporto priemonių (EV) taip pat naudoja ličio jonų baterijas, tačiau pamažu pasiekia savo teorines ribas, galinčias tiekti maždaug iki 300 vatų valandos vienam kilogramui energijos. Šios baterijos taip pat gali būti naudojamos saulės ir vėjo energijai kaupti, o tai reiškia, kad plačiai naudojant jas netgi gali būti įmanoma gyventi kuro nenaudojančioje visuomenėje.

Nepaisant to, kai kurie ličio jonų akumuliatorių trūkumai yra jų jautrumas perkaitimui ir gali būti pažeisti esant aukštai įtampai, nes jie pagaminti iš degiųjų ir degiųjų medžiagų. Laikui bėgant tokios baterijos taip pat pradeda prarasti savo talpą – pavyzdžiui, keletą metų naudota nešiojamojo kompiuterio baterija neveikia taip gerai, kaip nauja.

Taigi, ką mokslininkai dabar sukūrė?

Tyrėjai iš IIT Guwahati sukūrė techniką, kuri gali tiksliai įvertinti vieną iš svarbiausių akumuliatoriaus vidinių būsenų, žinomų kaip SOC, trumpinys įkrovimo būsena. SOC atspindi likusią akumuliatoriaus talpą, tai yra, kiek daugiau įkrovos galima išimti iš akumuliatoriaus, kol jis visiškai išsikrauna. Likusios talpos žinojimas padeda optimizuoti akumuliatoriaus talpos išnaudojimą, išvengti per didelio ir nepakankamo akumuliatoriaus įkrovimo, pailgina jo tarnavimo laiką, sumažina sąnaudas ir užtikrina akumuliatoriaus bei jo aplinkos saugumą, rašoma IIT Guwahati pranešime spaudai.

Norint pailginti akumuliatoriaus tarnavimo laiką ir optimizuoti jo talpą, svarbu tiksliai numatyti įvairias jo būsenas. Viena iš šių būsenų yra SOC, kurią iki šiol buvo sunku įvertinti. Savo darbu mokslininkai pasiūlė metodą, kuris išvengia pervertinimo ir todėl padeda atlikti tikslius matavimus.

Ar yra alternatyvų ličio jonų akumuliatoriams?

Tyrėjai bandė sugalvoti alternatyvų ar būdų, kaip patobulinti šias baterijas. 2019 metais Johnso Hopkinso taikomosios fizikos laboratorija sukūrė neužsidegančią ličio jonų bateriją.

Anksčiau 2020 m. sausio mėn. Australijos mokslininkai teigė sukūrę efektyviausią pasaulyje ličio sieros (Li-S) bateriją, galinčią penkias dienas nepertraukiamai maitinti išmanųjį telefoną – tai prilygsta elektromobiliui, galinčiam nuvažiuoti didesnį atstumą. 1000 km.

Nors Li-S baterijose naudojamos medžiagos nesiskiria nuo ličio jonų baterijose naudojamų medžiagų, Australijos mokslininkai perkonfigūravo sieros katodų (elektros laidininko, kuriuo juda elektronai) konstrukciją, kad būtų galima atlaikyti didesnį įtampą nesumažėjus. bendras pajėgumas.

Li-S akumuliatoriai paprastai laikomi ličio jonų baterijų įpėdiniais dėl jų mažesnės gamybos sąnaudų, energijos vartojimo efektyvumo ir geresnio saugumo. Jų gamybos savikaina mažesnė, nes sieros gausu.

Nepaisant to, buvo tam tikrų sunkumų, susijusių su šių baterijų komercializavimu, daugiausia dėl trumpo jų gyvavimo ciklo ir prastų momentinės galios.

keke vencill bio

Dalykitės Su Savo Draugais: