Tim inženjera sa Sveučilišta u Glasgowu razvio je bateriju kako bi litij-ionske baterije učinio ekološki prihvatljivijima.
Litij-ionske baterije sukorisna kombinacija laganog i kompaktnog faktora oblika i sposobnost izdržavanja višestrukih ciklusa punjenja i pražnjenja. To ih je učinilo idealnima za upotrebu u širokom spektru uređaja, uključujući prijenosnike, mobilne telefone, pametne satove i električna vozila.
Kao i mnoge baterije, litij-ionske baterijesadrže pozitivnu elektrodu, često izrađenu od litij-kobalt / mangan-oksida ili litij-željeznog fosfata, i negativnu elektrodu, često izrađenu od litijevog metala. Tijekom punjenja litijevi ioni struje kroz elektrolit od pozitivne do negativne elektrode, gdje se i pohranjuju. Tijekom uporabe, ioni teku u suprotnom smjeru, stvarajući energiju za napajanje uređaja elektrokemijskom reakcijom.
Jedno od fizičkih ograničenja brojaenergija koja se može pohraniti i osloboditi dizajnom litij-ionskih baterija je debljina njihovih elektroda. Deblje elektrode ograničavaju difuziju litijevih iona kroz elektrodu, čime ograničavaju specifičnu energiju litij-ionskih baterija. Povećanje debljine elektroda također smanjuje njihovu otpornost na deformacije, čineći ih sklonijima pucanju. Čim se elektroda razbije, baterija postaje neupotrebljiva.
Razvili su ga znanstvenici pod vodstvom sveučilištaGlasgow želi postići bolju ravnotežu između veličine i površine elektroda uvodeći malene nanorazmjerne i mikrorazmjere ili pore u njihov dizajn. Rezanjem površine i unutrašnjosti elektroda s porama mogu značajno povećati površinu u usporedbi s čvrstom elektrodom istih vanjskih dimenzija.
Da bi to učinili, znanstvenici su koristili tehnologiju aditivne proizvodnje - 3D tisak. Cilj je strogo kontrolirati veličinu i mjesto svake pore u njihovim elektrodama.
U svoj su 3D printer ubacili materijal koji su razvili, a koji kombinira mlječnu kiselinu, litij-željezov fosfat i ugljične nanocijevi.
Što je polilaktična kiselina? PLA (PolyLactic Acid, Polylactide) je alifatski termoplastični polimer dobiven iz 100% obnovljivih izvora kao što su kukuruzni i krumpirov škrob. Polimerizacijom PLA dovodi do stvaranja poli(L-mliječne kiseline) (PLLA). Kemijska i fizikalna svojstva ovih PLA potpuno su identična
Biorazgradiv je i povećava mogućnost recikliranja baterije.
Baterija s elektrodom od 300 mikrona i poroznošću70% se najbolje pokazalo kada se testira sa specifičnim kapacitetom od 151 miliampera-sati po gramu ili mAh / g, što je standardna mjera koliko napunjenost može držati baterija. To je otprilike dva do tri puta veće performanse od tradicionalne litij-ionske baterije s čvrstom elektrodom iste debljine.
Povećana poroznost, a time i veća površina najdeblje elektrode od 300 mikrona također je utjecala na kapacitet baterije, povećavajući se za 158%.
Čitaj više
Čujte kako se NASA-in rover Perseverance kreće preko Marsa
Fizičari su stvorili analog crne rupe i potvrdili Hawkingovu teoriju. Kamo vodi?
Ljudi mogu podnijeti vrlo niske temperature čak i bez izvora topline