Стэнфард: Мы знізілі вагу токапрыёмнікаў у літый-іённых элементах на 80 працэнтаў. Шчыльнасць энергіі павялічваецца на 16-26 працэнтаў.

Навукоўцы са Стэнфардскага ўніверсітэта і Стэнфардскага цэнтра лінейных паскаральнікаў (SLAC) вырашылі паменшыць літый-іённыя элементы, каб паменшыць іх вагу і, такім чынам, павялічыць шчыльнасць захоўваемай энергіі. Для гэтага яны перапрацавалі апорныя пласты вонкі: замест шырокіх лістоў медзі ці алюмінія выкарыстоўвалі вузкія палосы металу, дапоўненыя пластом палімера.

Больш высокая шчыльнасць энергіі ў Li-ion без вялікіх інвестыцыйных выдаткаў

Кожнае літый-іённае вочка ўяўляе сабой рулон, які складаецца з пласта зарада-разраду / разраду, электрода, электраліта, электрода і токаздымніка ў паказаным парадку. Вонкавыя часткі - гэта металічная фальга з медзі ці алюмінія. Яны дазваляюць электронам выходзіць з клеткі і вяртацца ў яе.

Навукоўцы са Стэнфарда і SLAC вырашылі засяродзіцца на калектарах, бо іх вага часта складае некалькі дзясяткаў адсоткаў ад вагі ўсяго звяна. Замест медных лістоў яны выкарыстоўвалі палімерныя плёнкі з вузкімі палоскамі медзі. Аказалася, што ўдалося знізіць вагу калектараў да 80 працэнтаў:

Класічны цыліндрычны літый-іённы элемент уяўляе сабой доўгі рулон, які складаецца з некалькіх пластоў. Навукоўцы са Стэнфарда і SLAC паменшылі пласты, якія збіраюць зарады і праводзяць іх - токапрыёмнікі. Замест медных лістоў яны выкарыстоўвалі палімерна-медныя лісты, узбагачаныя негаручымі хімікатамі (c) Юшэн Е / Стэнфардскі ўніверсітэт

Гэта яшчэ не ўсё: у палімер можна дадаваць хімічныя злучэнні, якія перашкаджаюць узгаранню, і тады меншая ўзгаральнасць элементаў суправаджаецца меншай вагай:

Стэнфард: Мы знізілі вагу токапрыёмнікаў у літый-іённых элементах на 80 працэнтаў. Шчыльнасць энергіі павялічваецца на 16-26 працэнтаў.

Узгаральнасць меднай фальгі, якая выкарыстоўваецца ў класічным літый-іённым элеменце, і калектары, распрацаваным амерыканскімі даследчыкамі (c) Юшэн Е / Стэнфардскі універсітэт

Даследнікі кажуць, што перапрацаваныя калектары могуць павялічыць гравіметрычную шчыльнасць энергіі вочак на 16-26 працэнтаў (= на 16-26 працэнтаў больш энергіі для той жа адзінкі масы). Гэта азначае, што акумулятар таго ж аб'ёму і энергаёмістасці можа быць на 20 працэнтаў лягчэйшы за цяперашнія.

У мінулым рабіліся спробы аптымізацыі калектара, але іх змена прыводзіла да нечаканых пабочных эфектаў. Ячэйкі сталі нестабільнымі або запатрабаваўся больш [дарагі] электраліт. Варыянт, распрацаваны навукоўцамі са Стэнфарда, відаць, не выклікае такіх праблем.

Гэтыя паляпшэнні знаходзяцца на стадыі ранніх даследаванняў, таму не чакайце, што яны з'явяцца на рынку раней за 2023 год. Аднак яны выглядаюць шматабяцальнымі.

Варта дадаць, што ў Теслы таксама ёсць цікавая ідэя збіраць зарад металічных пластоў. Замест таго, каб выкарыстоўваць тонкія медныя палоскі па ўсёй даўжыні рулона і выводзіць іх толькі ў адным месцы (у сярэдзіне), ён адразу выводзіць іх вонкі, выкарыстоўваючы абрэзаны край внахлест. Гэта прымушае зарады перамяшчацца на значна меншую адлегласць (супраціў!), а медзь забяспечвае дадатковую перадачу цяпла вонкі: