في الآونة الأخيرة، قسم جامعة تشجيانغ للبوليمر العلوم والهندسة فريق تطوير الألومنيوم الجديد - بطارية الجرافين، ويمكن أن تكون هذه البطارية ناقص 40 درجة مئوية إلى 120 درجة مئوية يمكن وصف بيئة مئوية على حد سواء ارتفاع في درجة الحرارة ومضادة للتجمد. 30 درجة مئوية البيئة، يمكن لهذه البطارية الجديدة تحقيق 1000 تهمة والتفريغ الأداء تضاءلت، وفي 100 درجة مئوية البيئة، فإنه يمكن تحقيق 4.5 مليون دورات من الاستقرار.
البطارية الجديدة مرنة وتحتفظ بكامل طاقتها بعد عزمها 10،000 مرة، وأنها لا تحرق أو تنفجر حتى عندما تتعرض لهيب.
15 ديسمبر، أوراق ذات صلة فائق السرعة جميع المناخ الألومنيوم الجرافين البطارية مع ربع مليون دورة الحياة نشرت في التقدم العلمي، المؤلف الأول للفريق الدكتور تشن هاو.
البطارية لا تحترق في درجات حرارة عالية
مقاومة للحرارة، ومقاومة للتجمد ومقاومة للحرارة بطاريات "طول العمر"
قطعة من بريق معدني من الفيلم الرمادي الداكن، هو فريق وضعت حديثا الجرافين - بطارية الألومنيوم، القطب الموجب هو فيلم الجرافين، والقطب السلبي هو الألومنيوم، وبطاريتين متصلة في سلسلة، يمكنك ضوء مجموعة من الصمام وقد تم اختبار مصباح، الجرافين قدرة القطب الموجب من 120mAh / ز (ماه لكل غرام)، بعد 250،000 تهمة ودورات التفريغ لا يزال الحفاظ على قدرة 91٪ في نفس الوقت أداء معدله، شحن سريع 1.1 ثانية مشحونة بالكامل، لا يزال لديه قدرة عكسها من 111mAh / ز.
بطارية الألومنيوم الجرافين تضيء سلسلة ليد المطبوعة مع "ZJU120"
بالمقارنة مع بطاريات الليثيوم، وضعت مجموعة أبحاث رائعة من الألومنيوم - بطارية الجرافين المعارض مزايا هامة: سوف عادة البطارية مع المسؤول المتكررة ونسبة القدرة على التصريف تستمر في الانخفاض، فإنه يقول "دائم".
ومع ذلك، وهذا يبدو الألومنيوم "المتواضع" - بطارية الجرافين في هذه المرحلة إذا كان الأداء الأول هو المسؤول ممتازة - التفريغ باعتباره حلقة أساسية، مثل بطارية تعرض إلى 250،000 دورات من القدرة ما زالت تصل إلى 91٪، تقريبا أي خسارة.
إذا كان الهاتف الذكي لقضاء هذه البطارية، والشحن حتى 10 مرات في اليوم، كما يمكن استخدامه على ما يقرب من 70 عاما.
"هذه البطارية" سوبر "الألومنيوم الجرافين 'سوبر' لديها أداء معدل أعلى بكثير وعمر دورة أطول من البطاريات الأخرى، وتوفير أعلى كثافة الطاقة، وأداء معدل قابل للمقارنة وعمر دورة من المكثفات الفائقة."
استغرق الألومنيوم نظام البطارية خطوة كبيرة إلى الأمام
الألومنيوم هو المعدن الأكثر وفرة في قشرة الأرض وغير مكلفة وآمنة، مما يجعلها مادة الأنود مثالية لإنتاج البطارية، ولكن على مر السنين الأداء العام للخلايا الألومنيوم لم تكن جيدة مثل بطاريات ليثيوم أيون والمكثفات الفائقة، والقضية الرئيسية هي تصميم مادة الكاثود الذي يعمل بشكل جيد مع الألومنيوم ويعمل بكفاءة يمكن أن تقدم حقا أداء الكهروكيميائية ممتازة.
في عام 2015، نشرت داي هونغجي في جامعة ستانفورد ورقة بعنوان "ارتفاع درجة الحرارة الانحلال الحراري الجرافيت رغوة للأقطاب الإيجابية"، والتي نشرت في مجلة الطبيعة لأول مرة لتحقيق قدرة محددة ودورة طويلة من بطاريات أيون الألومنيوم. أوليفين فيلم لإنتاج الألومنيوم بطارية القطب.
بعد عام ونصف الاستكشاف والتراكم، وضعت فريق رائع إلى الأمام مبدأ تصميم "ثلاثة وثلاث وثلاثة مستمرة" مادة الكاثود الجرافين.
"ثلاثة قمم وثلاثة متتالية" مبادئ التصميم
"يعتمد أداء البطارية بشكل حاسم على حالة الإلكترونات والأيونات 'تشغيل' بين الأقطاب الإيجابية والسلبية". يقول سوبيرب أن المواد القطب يجب أن تسمح بقدر الإلكترونات والأيونات لتشغيل بحرية أو بسرعة صاروخ موجه. "ثلاثة عالية" يشير إلى ذات جودة عالية، عالية المنحى، عالية المسامية من المجهرية؛ "ثلاثة المستمر" يشير إلى بنية العيانية مع شبكة موصل مستمر وقنوات النقل الأيوني المستمر وتوجيه أيون المستمر.
هذا المبدأ التصميم يجعل الألومنيوم - أداء بطارية الجرافين خطوة كبيرة إلى الأمام قبل قدرة محددة من بطاريات الألومنيوم تم تحوم حول 60mAh / ز، تهمة المتكررة وأوقات التفريغ يمكن أن يكون أقل من آلاف المرات.
لا يزال التسويق التحديات
"الآن بعض الهواتف الذكية لديها أيضا وظيفة تهمة سريع، يبدو أن البطارية مليئة قريبا، وعمر البطارية الفعلي ليست طويلة" وقال سوبر، وهذه البطارية الجديدة البيانات المختبرية الآن هو 1.1 ثانية يمكن أن تكون مشحونة بالكامل، من القدرة خسارة طفيفة
وهذا يدل على أنه في المستقبل، إذا كنت تستخدم الهاتف الخليوي، سيكون من الممكن لشحن مكالمة لمدة 5 ثوان لمدة 2 ساعة، ولكن كنت تحدى فائقة من قبل التسويق الحقيقي وتتطلب المزيد من العمل الشاق والاستثمار من المزيد من العلماء.
وقال سوبيرب أن الكاثود الحالي من القدرة والجهد الناتج وحمل المنطقة لا يزال هناك مجال كبير للتحسين، وكثافة الطاقة ليست كافية لتنافس بطاريات ليثيوم أيون في المستقبل لا تزال بحاجة للحفاظ على كثافة الطاقة العالية لزيادة تحسين كثافة الطاقة. وبالإضافة إلى ذلك، الكهارل السائل الأيونية الكلاسيكي الحالي هو أكثر تكلفة، إذا كنت يمكن أن تجد الشوارد أرخص، وآفاق الأعمال من بطاريات أيون الألومنيوم يكون أكثر اتساعا.
