Ideális csere lítium-ion akkumulátorokhoz? A vízbázisú cink akkumulátorok képesek erre?
Miután tavaly kifejlesztett egy vízalapú lítium akkumulátort, a Marylandi Egyetem kifejlesztett egy vízalapú cink akkumulátort. Ezúttal kereskedelmi forgalomba hozható?
Amerikai kutatók kifejlesztettek egy újratölthető, vízalapú cink akkumulátort, amely nemcsak nagy kapacitással, hosszú élettartammal rendelkezik, hanem biztonságosabb is, és várhatóan ideális helyettesítője lesz a széles körben használt lítium-ion akkumulátoroknak.
Az akkumulátorok esetében a kis méret, a nagy kapacitás, a hosszú élettartam, a magas biztonság és az alacsony gyártási költségek ideális minőségi követelmények, de az ilyen jellemzőket integráló akkumulátorokat még mindig nehéz megtalálni. Vegyük példának a fogyasztói elektronikai termékekben széles körben használt lítium akkumulátorokat. Bár a kapacitás, a mennyiség és az élettartam szempontjából figyelemre méltóak, robbanási kockázatukat sokan kritizálták.
Ezúttal a Marylandi Egyetem, a Hadsereg Kutatólaboratóriuma és a Nemzeti Szabványügyi és Technológiai Intézet kutatóiból álló kutatócsoport a hagyományos cink akkumulátor technológiát a vízakkumulátor-technológiával kombinálva nagyobb kapacitású és biztonságosabb akkumulátort fejlesztett ki. Akkumulátor. Új típusú vizes elektrolitot használtak a hagyományos lítium-ion akkumulátorokban használt gyúlékony szerves elektrolit helyettesítésére, ami jelentősen javította az akkumulátor biztonságát; és fém cink hozzáadásával és só hozzáadásával az elektrolithoz, az akkumulátor energiasűrűsége hatékonyan javult.
A kutatók megjegyezték, hogy a cink akkumulátorok biztonságosak és viszonylag olcsóak, de alacsony energiasűrűségük és rövid élettartamuk miatt nem tökéletesek. Az új vízbázisú cink akkumulátor leküzdi a hagyományos cink akkumulátor hiányosságait, ami nemcsak jelentősen javítja az akkumulátor energiasűrűségét, hanem meghosszabbítja az akkumulátor élettartamát is. A lítium akkumulátorokhoz képest a vízalapú cink akkumulátorok nemcsak az energiasűrűségben hasonlíthatók össze, hanem sokkal biztonságosabbak is, robbanás vagy tűz kockázata nélkül.
A kutatók bíznak az új vízalapú cink akkumulátor kereskedelmi kilátásaiban. Azt mondták, hogy az új típusú akkumulátort végül nemcsak a fogyasztói elektronikában fogják használni, és a lítium akkumulátorok erős versenytársává válik, hanem szélsőséges környezetekben is használják, mint például az űr és a mélytenger, és hasznos lesz a repülőgépiparban, a mélytengeri feltárásban és más területeken.
A vonatkozó kutatási eredményeket a Nature Materials folyóirat legújabb számában tették közzé.
Valójában már tavaly szeptemberben az Amerikai Hadsereg Kutatólaboratóriumának (ARL) és a Marylandi Egyetemnek a kutatói először fejlesztettek ki lítium-ion akkumulátorokat víz-só oldattal elektrolitként, amely elérheti a szükséges szintű otthoni elektronikát, például laptopokat. 4,0 volt a tűz- és robbanásveszély nélkül, amit néhány kereskedelmi forgalomban kapható, nem vizes lítium-ion akkumulátor csinál.
Dr. Kang Xu, az ARL elektrokémiára és anyagtudományra szakosodott kutatója és a tanulmány vezető szerzője szerint ez a technológia teljesen biztonságos és rugalmas lítium-ion akkumulátort biztosít a katonáknak ugyanolyan energiával, mint a SOA lítium-ion akkumulátorok sűrűsége. Még súlyos mechanikai visszaélés esetén is az akkumulátor tűz- és robbanásveszélytől mentes marad.
Megjegyzések: A vízalapú rendszer jelentős hatással van az akkumulátor biztonságának javítására. A szilárdtestű akkumulátoroktól a grafén akkumulátorokon át a vízalapú cink akkumulátorokig mindig új akkumulátorkoncepciók jelennek meg, de eddig a gyakorlati alkalmazásokban nincs olyan akkumulátor, amely valóban áttörést érhet el és megvalósíthatja az iparosodást. Az új akkumulátortechnológiára figyelni lehet, de ezek az úgynevezett új technológiák inkább hype koncepciót jelentenek, és az iparágnak nagyobb figyelmet kell fordítania arra, hogy az új technológia rendelkezik-e az iparosodás feltételeivel a közeljövőben.
