เทคโนโลยีแบตเตอรี่
โดย:
SD
[IP: 37.46.115.xxx]
เมื่อ: 2023-07-08 16:39:18
ส่วนประกอบใหม่หลักในแบตเตอรี่ลิเธียมแอร์นี้คืออิเล็กโทรไลต์แบบแข็งแทนที่จะเป็นของเหลวตามปกติ แบตเตอรี่ที่มีอิเล็กโทรไลต์แบบแข็งไม่อยู่ภายใต้ปัญหาด้านความปลอดภัยสำหรับอิเล็กโทรไลต์แบบของเหลวที่ใช้ในแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนและแบตเตอรี่ประเภทอื่นๆ ซึ่งอาจร้อนจัดและลุกไหม้ได้ ที่สำคัญกว่านั้น เคมีของแบตเตอรี่ของทีมกับอิเล็กโทรไลต์แบบแข็งสามารถเพิ่มความหนาแน่นของพลังงานได้มากถึงสี่เท่าของแบตเตอรี่ ซึ่งส่งผลให้มีระยะการขับขี่ที่ยาวขึ้น Larry Curtiss, Argonne Distiminated Fellow กล่าวว่า "เป็นเวลากว่าทศวรรษที่นักวิทยาศาสตร์ที่ Argonne และที่อื่น ๆ ได้ทำงานล่วงเวลาเพื่อพัฒนาแบตเตอรี่ลิเธียมที่ใช้ออกซิเจนในอากาศ" "แบตเตอรี่ลิเธียม-แอร์มีความหนาแน่นของพลังงานที่คาดการณ์ไว้สูงที่สุดในบรรดาเทคโนโลยีแบตเตอรี่ใดๆ ที่ได้รับการพิจารณาสำหรับ แบตเตอรี่ รุ่นต่อไปนอกเหนือจากลิเธียม-ไอออน" ในการออกแบบอากาศแบบลิเธียมในอดีต ลิเธียมในแอโนดของโลหะลิเธียมจะเคลื่อนที่ผ่านอิเล็กโทรไลต์เหลวเพื่อรวมตัวกับออกซิเจนในระหว่างการคายประจุ ทำให้ได้ลิเธียมเปอร์ออกไซด์ (Li 2 O 2 ) หรือซูเปอร์ออกไซด์( LiO 2 ) ที่แคโทด ลิเธียมเปอร์ออกไซด์หรือซูเปอร์ออกไซด์จะถูกแยกย่อยกลับเป็นส่วนประกอบลิเธียมและออกซิเจนในระหว่างการชาร์จ ลำดับทางเคมีนี้จัดเก็บและปล่อยพลังงานตามต้องการ อิเล็กโทรไลต์แข็งชนิดใหม่ของทีมประกอบด้วยวัสดุพอลิเมอร์เซรามิกที่ทำจากองค์ประกอบที่มีราคาค่อนข้างถูกในรูปแบบอนุภาคนาโน ของแข็งชนิดใหม่นี้ช่วยให้เกิดปฏิกิริยาทางเคมีที่ผลิตลิเธียมออกไซด์ (Li 2 O) เมื่อปล่อยออกมา Rachid Amine นักเคมีจาก Argonne กล่าวว่า "ปฏิกิริยาทางเคมีของลิเธียมซูเปอร์ออกไซด์หรือเปอร์ออกไซด์เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนเพียงหนึ่งหรือสองตัวที่เก็บไว้ต่อโมเลกุลออกซิเจน ในขณะที่ลิเธียมออกไซด์เกี่ยวข้องกับอิเล็กตรอนสี่ตัว เก็บอิเล็กตรอนได้มากขึ้นหมายถึงความหนาแน่นของพลังงานที่สูงขึ้น การออกแบบแบตเตอรี่ลิเธียมแอร์ของทีมนี้เป็นแบตเตอรี่ลิเธียมแอร์ตัวแรกที่มีปฏิกิริยาสี่อิเล็กตรอนที่อุณหภูมิห้อง มันยังทำงานด้วยออกซิเจนที่อากาศจากสิ่งแวดล้อมโดยรอบให้มา ความสามารถในการวิ่งด้วยอากาศทำให้ไม่ต้องใช้ถังออกซิเจนในการทำงาน ซึ่งเป็นปัญหากับการออกแบบก่อนหน้านี้ ทีมงานใช้เทคนิคต่างๆ มากมายเพื่อพิสูจน์ว่าปฏิกิริยาของอิเล็กตรอนสี่ตัวเกิดขึ้นจริง เทคนิคสำคัญอย่างหนึ่งคือกล้องจุลทรรศน์อิเลคตรอนแบบส่องผ่าน (TEM) ของผลิตภัณฑ์ที่ปล่อยออกมาบนพื้นผิวแคโทด ซึ่งดำเนินการที่ศูนย์วัสดุระดับนาโนของ Argonne ซึ่งเป็นสำนักงานผู้ใช้วิทยาศาสตร์ของ DOE ภาพ TEM ให้ข้อมูลเชิงลึกอันมีค่าเกี่ยวกับกลไกการคายประจุสี่อิเล็กตรอน เซลล์ทดสอบลิเธียมแอร์ที่ผ่านมาประสบปัญหาวงจรชีวิตสั้นมาก ทีมงานพบว่าข้อบกพร่องนี้ไม่ใช่กรณีของการออกแบบแบตเตอรี่ใหม่โดยการสร้างและใช้งานเซลล์ทดสอบเป็นเวลา 1,000 รอบ แสดงให้เห็นถึงความเสถียรในการชาร์จและคายประจุซ้ำ "ด้วยการพัฒนาเพิ่มเติม เราคาดว่าการออกแบบใหม่ของเราสำหรับแบตเตอรี่ลิเธียมแอร์จะมีความหนาแน่นของพลังงานสูงสุดเป็นประวัติการณ์ที่ 1200 วัตต์ต่อชั่วโมงต่อกิโลกรัม" Curtiss กล่าว "ดีกว่าแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนเกือบสี่เท่า"
- ความคิดเห็น
- Facebook Comments
