Stanford: Kami telah mengurangkan berat pengumpul semasa dalam sel litium-ion sebanyak 80 peratus. Ketumpatan tenaga meningkat sebanyak 16-26 peratus.

Para saintis di Universiti Stanford dan Pusat Pemecut Linear Stanford (SLAC) memutuskan untuk mengecutkan sel ion litium untuk mengurangkan berat badan mereka dan dengan itu meningkatkan ketumpatan tenaga yang disimpan. Untuk melakukan ini, mereka mengolah semula lapisan galas beban ke luar: bukannya kepingan lebar tembaga atau aluminium, mereka menggunakan jalur logam sempit, ditambah dengan lapisan polimer.

Ketumpatan tenaga yang lebih tinggi dalam Li-ion tanpa kos pelaburan yang tinggi

Setiap sel Li-ion ialah gulungan yang terdiri daripada lapisan cas-nyahcas/nyahcas, elektrod, elektrolit, elektrod dan pengumpul arus dalam susunan tersebut. Bahagian luar adalah kerajang logam yang diperbuat daripada tembaga atau aluminium. Mereka membenarkan elektron meninggalkan sel dan kembali kepadanya.

Para saintis dari Stanford dan SLAC memutuskan untuk memberi tumpuan kepada pengumpul, kerana berat mereka selalunya beberapa puluh peratus daripada berat keseluruhan pautan. Daripada kepingan tembaga, mereka menggunakan filem polimer dengan jalur tembaga sempit. Ternyata adalah mungkin untuk mengurangkan berat pengumpul sehingga 80 peratus:

Sel litium-ion silinder klasik ialah gulungan panjang yang terdiri daripada beberapa lapisan. Para saintis dari Stanford dan SLAC telah mengurangkan lapisan yang mengumpul caj dan menjalankannya - pengumpul semasa. Daripada kepingan tembaga, mereka menggunakan kepingan polimer-kuprum yang diperkaya dengan bahan kimia tidak mudah terbakar (c) Yusheng Ye / Universiti Stanford

Bukan itu sahaja: sebatian kimia boleh ditambah kepada polimer yang menghalang penyalaan, dan kemudian unsur mudah terbakar yang lebih rendah disertai dengan berat yang lebih rendah:

Stanford: Kami telah mengurangkan berat pantograf lithium-ion sebanyak 80 peratus. Ketumpatan tenaga meningkat sebanyak 16-26 peratus.

Kemudahbakaran kerajang kuprum yang digunakan dalam sel lithium-ion klasik dan pengumpul yang dibangunkan oleh penyelidik Amerika (c) Yusheng E / Stanford University

Para penyelidik berkata pengumpul kitar semula boleh meningkatkan ketumpatan tenaga gravimetrik sel sebanyak 16-26 peratus (= 16-26 peratus lebih tenaga untuk unit jisim yang sama). Maksudnya begitu bateri yang sama saiz dan ketumpatan tenaga boleh menjadi 20 peratus lebih ringan daripada arus.

Percubaan telah dibuat pada masa lalu untuk mengoptimumkan takungan, tetapi menukarnya telah membawa kepada kesan sampingan yang tidak dijangka. Sel menjadi tidak stabil atau lebih banyak elektrolit [mahal] diperlukan. Varian yang dibangunkan oleh saintis di Stanford nampaknya tidak menimbulkan masalah sedemikian.

Penambahbaikan ini adalah dalam penyelidikan awal, jadi jangan harap ia akan mencapai pasaran sebelum 2023. Walau bagaimanapun, mereka kelihatan menjanjikan.

Perlu ditambah bahawa Tesla juga mempunyai idea menarik untuk mengumpul caj lapisan logam. Daripada menggunakan jalur tembaga nipis di sepanjang keseluruhan gulungan dan membawanya keluar di satu tempat sahaja (di tengah), ia segera membawanya keluar menggunakan tepi potong yang bertindih. Ini menjadikan cas bergerak pada jarak yang jauh lebih kecil (rintangan!), Dan kuprum menyediakan pemindahan haba tambahan ke luar:

Stanford: Kami telah mengurangkan berat pantograf lithium-ion sebanyak 80 peratus. Ketumpatan tenaga meningkat sebanyak 16-26 peratus.