Kas yra nanowire baterija?

Nanowire baterija yra cheminių medžiagų akumuliatoriaus forma, pagrįsta ličio jonų akumuliatoriaus modeliu, pirmą kartą sukurta 2007 m. Stanfordo universitete JAV. 2011 m. ji vis dar tobulinama, o pardavimas visuomenei numatytas 2012 m. Ši technologija naudoja daugybę prijungtų silicio nanolaidų milijardinės metro dalies mastu, esančių neigiamos baterijos įtampos gale. Dėl šios pažangos medžiagų mokslo srityje saugojimo tankis padidėjo nuo 8 iki 10 kartų, palyginti su įprastų ličio jonų baterijų tankiu, todėl toks daiktas kaip įkraunamas fotoaparatas, mobilusis telefonas ar nešiojamojo kompiuterio baterija tarnautų 8–10 kartų ilgiau, kol jis išsieikvotų. Nanolaidų baterija taip pat laikoma pagrindine elektromobilių plėtra, nes jos įkrovimo greitis yra daug didesnis tiek dėl padidėjusio pačių nanolaidelių paviršiaus ploto, tiek dėl silicio naudojimo cheminėje struktūroje.

Nanolaidų baterijos principai palengvino panašius tyrimus Sandia National Laboratories JAV nuo 2010 m., kai naudojamas silicio nanolaidinis anodas, sudarytas tik iš vienos nanolaidelės. Šis nanolaidelis yra 100 nanometrų pločio arba maždaug vidutinio žmogaus raudonųjų kraujo kūnelių pločio ir apie 10,000 0.01 nanometrų ilgio arba XNUMX milimetro. Šios baterijos, pagamintos naudojant perdavimo elektronų mikroskopą (TEM), tikslas – toliau tirti technologijos galimybes. Taip pat planuojama jį naudoti kaip itin mažą maitinimo šaltinį medicininiams implantams ir kitiems mikroelektronikos prietaisams.

Nanowire baterijos kūrimas laikomas revoliuciniu, nors jis turi tam tikrų trūkumų. Kadangi kombinuotų nanolaidelių paviršiaus plotas yra daug didesnis nei plotas, kurį turi grafito anodas tipiniame akumuliatoriuje, po kelių įkrovimo fazių nanolaideliai pradeda įgyti kietojo elektrolito tarpfazę (SEI). Tai yra cheminės dangos tipas, ribojantis silicio nanolaidinio anodo srovės atsparumą. Dėl tokio apribojimo nanovielinės baterijos galia gali greitai nukristi senstant, nors tyrimai parodė, kad jie gali būti praktiškai įkrauti iki 80 % pilno lygio mažiausiai 250 kartų, o tikslas yra pasiekti įkrovimo lygį. 3,000 kartų komercinio sektoriaus gaminiuose.

Silicio baterijų tyrimai buvo vykdomi daugiau nei trisdešimt metų. Praktinės problemos, susijusios su silicio patinimu, apribojo idėjos naudingumą, kol nebuvo išrasti nanolaidai. Stenfordo universiteto projekto vyriausiasis tyrėjas dr. Yi Cui tobulino nanolaidų bateriją mažiausiai nuo 2007 m. Dabar manoma, kad naudojant anglies ir silicio nanolaidelius ji gali pasiekti praktinį masinės gamybos lygį. kurioms augti nereikia aukštos temperatūros kaip grynam siliciui.