Material, das entwickelt wurde, um die Lebensdauer von Batterien zu verlängern

Material dezvoltat pentru ca bateriile să dureze mai mult

Nu există niciunul dintre noi care să nu fi fost iritat de bateriile litiu-ion din dispozitivele lor care să nu dureze suficient. Este atât de frustrant să cumperi dispozitive noi pur și simplu pentru că durata de viață a bateriei a devenit prea scurtă. Oamenii de știință au recunoscut acest lucru și au dezvoltat un nou material care va prelungi durata de viață și va face bateriile să reziste mai mult.

Problemele cu bateriile litiu-ion

Telefoanele noi și alte dispozitive au întotdeauna baterii la început, care par că vor dura pentru totdeauna. Dar, în timp, durează din ce în ce mai puține ore. Vă face să purtați un încărcător cu voi peste tot. Unele dispozitive au baterii înlocuibile; unii nu. Le înlocuiți sau aruncați dispozitivul? Sau trăiești doar cu ea?

Deoarece mulți oameni aleg doar să își înlocuiască dispozitivele, acest lucru a dus la o problemă de poluare. La o scară mai mare, durata de viață a bateriei este o problemă și cu vehiculele electrice și nimeni nu dorește să aibă probleme cu bateria cu o mașină.

Anodele grafice, bornele negative ale bateriilor, se află în spatele degradării rapide. Anodii lucrează cu catodii (bornele pozitive) și electroliții (transportă sarcina între borne) pentru a crea situația pentru reacțiile electromagnetice de încărcare și descărcare. Dacă grafitul nu ar avea un liant, s-ar destrăma. Poly (PVDF) este cel mai utilizat liant în bateriile actuale. Cu toate acestea, nu este cel mai ideal material de utilizat în acest scop.

Oamenii de știință dezvoltă un nou liant

Oamenii de știință de la Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) au a dezvoltat un nou material de liant copolimer care va face bateriile să dureze
mai lung. Acest nou material liant este fabricat dintr-un copolimer bis-imino-acenaftenenichenon-parafenilenic (BP).

Această cercetare a fost publicată în ACS Applied Energy Materials. Profesorul Noriyoshi Matsumi a condus cercetarea, împreună cu profesorul Tatsuo Kaneko, lectorul principal Rajashekar Badam, doctorandul Agman Gupta și fostul coleg postdoctoral Aniruddha Nag.

Cum face acest nou material ca bateriile să reziste mai mult? Liantul de copolimer are o stabilitate mecanică mai bună și aderă mai bine la anod. „Interacțiunile π-π” dintre grupurile bis-imino-acenaphthenequinone și grafit sunt parțial responsabile pentru acest lucru. Liganzii copolimerului aderă mai bine și la colectoarele de curent de cupru.

Nou material pentru baterie mort

Copolimerul este, de asemenea, mai conductiv decât poli și creează o interfață electrolit solidă mai subțire, care nu se confruntă cu aceeași rezistență. Degradarea este, de asemenea, prevenită de copolimerul care nu reacționează ușor cu electroliții.

Toate acestea creează un mediu pentru performanțe mai bune. „În timp ce o jumătate de celulă care utilizează PVDF ca liant a prezentat doar 65% din capacitatea sa inițială după aproximativ 500 de cicluri de încărcare-descărcare, jumătatea de celule care utilizează copolimerul BP ca liant a arătat o capacitate de păstrare de 95% după peste 1700 de astfel de cicluri ”, A explicat prof. Matsumi.

Există, de asemenea, o măsură care compară câtă sarcină curge printr-o celulă în timpul unui ciclu. Noul material s-a dovedit din nou mai eficient. Imaginile făcute în timpul testării au înzăpezit mici fisuri pe copolimeri, în timp ce poli-ul a prezentat fisuri mari. Aceasta s-a întâmplat după mai puțin de o treime din numărul total de cicluri.

Viitorul bateriilor litiu-ion

Speranța, desigur, după acest studiu este că va duce la crearea de baterii litiu-ion de lungă durată. S-ar rezolva cu siguranță unele probleme de mediu, precum și economisirea multor consumatori, ca să nu mai vorbim de dureri de cap.

Nouă încărcare a materialului bateriei

„Realizarea bateriilor durabile va ajuta la dezvoltarea unor produse mai fiabile pentru utilizare pe termen lung. Acest lucru va încuraja consumatorii să achiziționeze active mai scumpe pe bază de baterii, cum ar fi vehiculele electrice, care vor fi utilizate timp de mulți ani “, a spus prof. Tatsumi.

Profesorul a subliniat, de asemenea, că astfel de baterii îmbunătățite ar duce la lucruri grozave și în comunitatea medicală, în special baterii pentru organe artificiale și dispozitive implantate, cum ar fi defibrilatoare și stimulatoare cardiace.

Pentru ceilalți dintre noi, ar însemna că, după câțiva ani, smartphone-urile noastre ar păstra în continuare taxa și nu am fi atât de nerăbdători să le înlocuim. Până atunci, citiți acest ghid despre cum să faceți bateriile să reziste mai mult.