Pil parçacıklarının sıralanma şeklini değiştirmek, enerji depolamasını etkilemeden şarj sürelerini hızlandırır
teknoloji
27 Nisan 2022
2016 yılında Avusturya’nın Bad Leonfelden kentindeki Johammer e-mobility’nin elektrikli motosiklet fabrikasında bir pakete lityum iyon hücreler yerleştiriliyor. Getty Images aracılığıyla Lisi Niesner/Bloomberg
Daha fazla iç yapı oluşturmak için bakır ve bakır nanotelleri kullanan bir lityum iyon pil, enerji depolamasını etkilemeden 6 dakikada yüzde 60’a kadar şarj olabilir. Bu daha verimli pil, bir gün elektrikli arabalara güç sağlayabilir ve potansiyel olarak sürücülerin aracın şarj olmasını beklemeden daha fazla seyahat etmelerini sağlayabilir.
Büyük ölçüde lityum iyon olan piller, daha yavaş şarj sürelerine yol açan rastgele bir parçacık dağılımına sahip olma eğiliminde olan katı bir anot oluşturmak için bağlayıcı maddeler kullanır.
Bu sorunları aşmak için, Yao Hongbin Hefei’deki Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi’nde ve meslektaşları, bir pilin pozitif ucu olan yapılandırılmış bir anotlu bir lityum iyon pil tasarladılar.
Lityum pil anotları tipik olarak, içinden şarjın aktığı grafit parçacıklarından yapılır ve bu parçacıklar genellikle oldukça rastgele bir sırada düzenlenir. Hongbin ve ekibi, parçacıkları parçacık boyutuna göre düzenledi ve gözeneklilik olarak bilinen bir elektrot özelliği üzerinde ince ayar yaptı.
Yao, “Tasarımımızda elektrottaki tüm yoğunluğu kontrol ediyoruz” diyor. “Üst kısımda daha yüksek gözeneklilik kullanıyoruz [of the anode] ancak altta daha düşük gözeneklilik, böylece ortalama gözeneklilik normal bir değere sahip olur.”
Bataryaları, yüksek bir enerji depolamasını sürdürürken sırasıyla 5,6 ve 11.4 dakikada yüzde sıfırdan yüzde 60 ve yüzde 80’e şarj oldu.
Araştırmacılar yüzde 100 şarja ulaşmak için gereken zamanı kaydetmediler. Elektrikli otomobil üreticileri genellikle araçların yüzde 80’e kadar şarj edilmesini tavsiye ediyor pil ömrünü korumak için. Bir Tesla genellikle alır Yüzde 40’tan yüzde 80’e şarj almak için 40 dakika ila bir saat.
Parçacıkları hem boyut hem de gözeneklilik açısından düzenlemek için Yao ve ekibi, grafit anot parçacıklarını bakırla kapladı ve bakır nanotellerle karıştırdı. Parçacıklar daha sonra ısıtıldı, soğutuldu ve sıkıştırıldı ve sıralı yapı oluşturuldu.
“Bu doğal çökeltme işlemi güzel, ancak grafiti kaplamak ve bakır nanotelleri yapmak için gereken ek işlem adımlarının kayda değer bir maliyet ekleyebileceğini hissediyorum” diyor. Billy Wu Imperial College London’da.
Wu, anotun ısıtılması ve soğutulması, geleneksel olarak daha ucuz bir pil bileşenine ek bir maliyet ekleyebileceğini söylüyor.
Dergi referansı: Bilim Gelişmeleri, DOI: 10.1126/sciadv.abm6624
Kaynak : https://www.newscientist.com/article/2317864-efficient-battery-could-charge-electric-cars-60-per-cent-in-6-minutes/?utm_campaign=RSS%7CNSNS&utm_source=NSNS&utm_medium=RSS&utm_content=home