O echipă de ingineri de la Universitatea din Glasgow a dezvoltat o baterie pentru a face bateriile cu litiu-ion mai ecologice.
Bateriile litiu-ion sunto combinație utilă de factor de formă ușor și compact și capacitatea de a rezista la cicluri multiple de încărcare și descărcare. Acest lucru le-a făcut ideale pentru utilizare într-o mare varietate de dispozitive, inclusiv laptopuri, telefoane mobile, ceasuri inteligente și vehicule electrice.
La fel ca multe baterii, bateriile litiu-ionconțin un electrod pozitiv, adesea din litiu-cobalt / oxid de mangan sau fosfat de litiu-fier, și un electrod negativ, adesea din litiu metalic. În timpul încărcării, ionii de litiu curg prin electrolit de la electrodul pozitiv la electrodul negativ, unde sunt depozitați. În timpul utilizării, ionii curg în direcția opusă, generând energie pentru a alimenta dispozitivele printr-o reacție electrochimică.
Una dintre restricțiile fizice asupra număruluiEnergia care poate fi stocată și eliberată prin proiectarea bateriilor litiu-ion este grosimea electrozilor lor. Electrozii mai groși limitează difuzia ionilor de litiu prin electrod, limitând astfel energia specifică a bateriilor litiu-ion. Creșterea grosimii electrozilor reduce, de asemenea, rezistența lor la deformare, făcându-i mai predispuși la fisurare. De îndată ce electrodul se sparge, bateria devine inutilizabilă.
Dezvoltat de oamenii de știință sub conducerea universitățiiGlasgow își propune să obțină un echilibru mai bun între dimensiunea și suprafața electrozilor prin introducerea unor mici găuri sau pori la scară nanomecală și microscopică în designul lor. Prin tăierea suprafeței și a interiorului electrozilor cu pori, aceștia pot crește semnificativ suprafața în comparație cu un electrod solid cu aceleași dimensiuni externe.
Pentru a face acest lucru, oamenii de știință au folosit tehnologia de fabricație aditivă - imprimarea 3D. Scopul este de a controla strict mărimea și locația fiecărui por în electrozii lor.
Ei și-au încărcat imprimanta 3D cu un material pe care l-au dezvoltat, care combină acid polilactic, fosfat de litiu-fier și nanotuburi de carbon.
Ce este acidul polilactic? PLA (acid polilactic, polilactidă) este un polimer termoplastic alifatic derivat din resurse 100% regenerabile, cum ar fi amidonul de porumb și cartofi. Prin polimerizare, PLA are ca rezultat formarea de poli(acid L-lactic) (PLLA). Proprietățile chimice și fizice ale acestor PLA sunt complet identice
Este biodegradabil și crește reciclabilitatea bateriei.
Baterie cu electrod de 300 microni și porozitate70% au avut cel mai bun rezultat atunci când au fost testate cu o capacitate specifică de 151 miliampere-oră pe gram sau mAh / g, o măsură standard a cantității de încărcare pe care o poate încărca o baterie. Aceasta este de aproximativ două până la trei ori performanța unei baterii tradiționale litiu-ion cu un electrod solid de aceeași grosime.
Porozitatea crescută și, prin urmare, suprafața mai mare a celui mai gros electrod de 300 microni a afectat și capacitatea bateriei, crescând cu 158%.
Citeste mai mult
Ascultă-l pe roverul Perseverenței NASA care se mișcă pe Marte
Fizicienii au creat un analog al unei găuri negre și au confirmat teoria lui Hawking. Unde duce?
Oamenii pot rezista la temperaturi foarte scăzute chiar și fără surse de căldură