ຂ່າວອຸດສາຫະກໍາ

ແບັດເຕີຣີໃIs່ມີພະລັງຫຼາຍກວ່າສະຖານະພາບເດີມ 10 ເທົ່າ, ຢືດຢຸ່ນແລະສາມາດສາກໄຟໄດ້

2021-06-16
ຫົວຂໍ້:
ເຕັກໂນໂລຍີແບັດເຕີຣີ, ເທັກໂນໂລຍີນາໂນ, UCSD, ແບັດເຕີຣີທີ່ສາມາດສາກໄດ້
ໂດຍມະຫາວິທະຍາໄລແຫ່ງລັດຄາລິຟໍເນຍ - SAN DIEGO ທັນວາ 7, 2020



ແບັດເຕີຣີໄດ້ປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການໃຊ້ລະບົບຈໍສະແດງຜົນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໄດ້ພ້ອມກັບ microcontroller ແລະໂມດູນ Bluetooth. ຢູ່ທີ່ນີ້ແບັດເຕີຣີກໍ່ປະຕິບັດໄດ້ດີກວ່າຈຸລັງຫຼຽນ Li ທີ່ມີຢູ່ໃນການຄ້າ. ສິນເຊື່ອ: ມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍຊານດິເອໂກ

ທີມນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ພັດທະນາແບັດເຕີຣີສັງກະສີເງິນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນແລະສາມາດສາກໄດ້ກັບແບັດເຕີຣີທີ່ມີຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ຂອງພະລັງງານ 5 ຫາ 10 ເທົ່າຫຼາຍກວ່າສະຖານະພາບຂອງສິນລະປະ. ແບັດເຕີຣີກໍ່ງ່າຍຕໍ່ການຜະລິດ; ໃນຂະນະທີ່ແບັດເຕີຣີທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນສ່ວນໃຫຍ່ຈໍາເປັນຕ້ອງໄດ້ຜະລິດຢູ່ໃນສະພາບທີ່ບໍ່ເປັນຫມັນ, ພາຍໃຕ້ສູນຍາກາດ, ອັນນີ້ສາມາດພິມໃສ່ ໜ້າ ຈໍໄດ້ໃນສະພາບຫ້ອງທົດລອງປົກກະຕິ. ອຸປະກອນດັ່ງກ່າວສາມາດໃຊ້ໄດ້ໃນເຄື່ອງເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ສາມາດຍືດໄດ້, ສາມາດຍືດໄດ້ສໍາລັບເຄື່ອງສວມໃສ່ໄດ້ເຊັ່ນດຽວກັນກັບຫຸ່ນຍົນອ່ອນ.

ທີມງານ, ປະກອບດ້ວຍນັກຄົ້ນຄວ້າທີ່ມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍຊານດິເອໂກແລະບໍລິສັດ ZPower ທີ່ຕັ້ງຢູ່ໃນລັດຄາລິຟໍເນຍ, ລາຍລະອຽດການຄົ້ນພົບຂອງເຂົາເຈົ້າຢູ່ໃນວາລະສານ Joule ໃນວັນທີ 7 ທັນວາ 2020.

Y batteries batteries ແບັດເຕີຣີຂອງພວກເຮົາສາມາດອອກແບບໄດ້ອ້ອມຮອບເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າ, ແທນທີ່ຈະຕ້ອງໄດ້ອອກແບບເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າອ້ອມຮອບbatteriesໍ້ໄຟ, "Lu Yin, ໜຶ່ງ ໃນຜູ້ຂຽນຮ່ວມທໍາອິດຂອງເອກະສານແລະປະລິນຍາເອກກ່າວວ່າ. ນັກສຶກສາຢູ່ໃນກຸ່ມຄົ້ນຄ້ວາຂອງສາດສະດາຈານວິທະຍາສາດ nanoengineering ຂອງ UC San Diego.

ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງແບັດເຕີຣີທີ່ມີນະວັດຕະ ກຳ ໃis່ນີ້ແມ່ນ 50 milliamps ຕໍ່ຕາລາງຊັງຕີແມັດຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ this this” ນີ້ແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າຄວາມສາມາດໃນພື້ນທີ່ຂອງແບັດເຕີຣີ Lithium ion ທຳ ມະດາ 10-20 ເທົ່າ. ສະນັ້ນ ສຳ ລັບພື້ນທີ່ ໜ້າ ດິນດຽວກັນ, ແບັດເຕີຣີທີ່ບັນຍາຍໄວ້ໃນ Joule ສາມາດສະ ໜອງ ພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍເຖິງ 5 ຫາ 10 ເທົ່າ.

ins capacity ປະເພດຂອງຄວາມສາມາດໃນການລ້ຽງລູກນີ້ບໍ່ເຄີຍມີມາກ່ອນ, "Yinsaid. method œ nd ແລະວິທີການຜະລິດຂອງພວກເຮົາແມ່ນລາຄາບໍ່ແພງແລະສາມາດປັບຂະ ໜາດ ໄດ້



ຄວາມສາມາດໃນການສ້າງແບັດເຕີຣີທີ່ມີນະວັດຕະ ກຳ ໃis່ນີ້ແມ່ນ 50 milliamps ຕໍ່ຕາລາງຊັງຕີແມັດຢູ່ທີ່ອຸນຫະພູມຫ້ອງ this this” ນີ້ແມ່ນໃຫຍ່ກວ່າຄວາມຈຸຂອງພື້ນຖານຂອງແບັດເຕີຣີ Lithium ion ແບບ ທຳ ມະດາ 10-20 ເທົ່າ. ສະນັ້ນ ສຳ ລັບພື້ນທີ່ ໜ້າ ດິນດຽວກັນ, ແບັດເຕີຣີທີ່ບັນຍາຍໄວ້ໃນ Joule ສາມາດສະ ໜອງ ພະລັງງານໄດ້ຫຼາຍເຖິງ 5 ຫາ 10 ເທົ່າ. ສິນເຊື່ອ: ມະຫາວິທະຍາໄລຄາລິຟໍເນຍຊານດິເອໂກ

ແບັດເຕີຣີໃhas່ມີຄວາມຈຸສູງກວ່າແບັດເຕີຣີທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນໃດ any ທີ່ມີຢູ່ໃນຕະຫຼາດໃນປະຈຸບັນ. ນັ້ນແມ່ນຍ້ອນວ່າແບັດເຕີຣີມີຄວາມຕ້ານທານຂອງວົງຈອນໄຟຟ້າຫຼືອຸປະກອນຕໍ່ກັບກະແສໄຟຟ້າທາງເລືອກຫຼາຍ. ຄວາມຕ້ານທານທີ່ຕໍ່າລົງ, ປະສິດທິພາບແບັດເຕີຣີດີກວ່າຕໍ່ກັບການໄຫຼໃນປະຈຸບັນສູງ.

ໃນຂະນະທີ່ຕະຫຼາດ 5G ແລະອິນເຕີເນັດຂອງສິ່ງຕ່າງ I (IoT) ຂະຫຍາຍຕົວຢ່າງໄວວາ, ແບັດເຕີຣີທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງກວ່າຜະລິດຕະພັນທາງການຄ້າໃນອຸປະກອນໄຮ້ສາຍໃນປະຈຸບັນສູງອາດຈະເປັນຕົວແຂ່ງຂັນຫຼັກໃນຖານະເປັນແຫຼ່ງພະລັງງານຜະລິດລຸ້ນຕໍ່ໄປຂອງຜູ້ບໍລິໂພກ, "Jonathan ເວົ້າ. Scharf ຜູ້ຂຽນຮ່ວມ ທຳ ອິດຂອງເອກະສານແລະປະລິນຍາເອກ. ຜູ້ສະັກໃນກຸ່ມຄົ້ນຄວ້າຂອງສາດສະດາຈານ Ying Shirley Meng.

ແບັດເຕີຣີໄດ້ປະສົບຜົນສໍາເລັດໃນການໃຊ້ລະບົບຈໍສະແດງຜົນທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນພ້ອມກັບ microcontroller ແລະໂມດູນ Bluetooth. ຢູ່ທີ່ນີ້ແບັດເຕີຣີກໍ່ປະຕິບັດໄດ້ດີກວ່າຈຸລັງຫຼຽນ Li ທີ່ມີຢູ່ໃນການຄ້າ.

ຈຸລັງແບັດເຕີຣີທີ່ພິມອອກມາໄດ້ຖືກສາກຫຼາຍກວ່າ 80 ຮອບ, ໂດຍບໍ່ສະແດງໃຫ້ເຫັນສັນຍານອັນໃຫຍ່ຫຼວງຂອງການສູນເສຍຄວາມສາມາດ. ຈຸລັງຍັງຄົງມີປະໂຫຍດເຖິງວ່າຈະມີການໂຄ້ງແລະບິດຊ້ ຳ.

Sh focus focus ຈຸດສຸມຫຼັກຂອງພວກເຮົາແມ່ນເພື່ອປັບປຸງທັງປະສິດທິພາບຂອງແບັດເຕີຣີແລະຂະບວນການຜະລິດ.

ເພື່ອສ້າງແບັດເຕີຣີ, ນັກຄົ້ນຄວ້າໄດ້ໃຊ້ການອອກແບບແລະທາດເຄມີທີ່ເປັນເຈົ້າຂອງຈາກ ZPower. Wang ແລະທີມງານຂອງລາວໄດ້ປະກອບສ່ວນຄວາມຊ່ຽວຊານຂອງເຂົາເຈົ້າໃນການພິມ, ເຊັນເຊີຍືດໄດ້ແລະແບັດເຕີຣີຍືດໄດ້. ນາງ Meng ແລະເພື່ອນຮ່ວມງານຂອງນາງໄດ້ສະ ໜອງ ຄວາມຊ່ຽວຊານຂອງເຂົາເຈົ້າໃນລັກສະນະກ້າວ ໜ້າ ຂອງລະບົບການເກັບຮັກສາພະລັງງານໄຟຟ້າເຄມີແລະສະແດງໃຫ້ເຫັນເຖິງການເກີດຂຶ້ນໃeach່ແຕ່ລະແບບຂອງແບັດເຕີຣີຈົນກ່ວາມັນບັນລຸເຖິງປະສິດທິພາບສູງສຸດ.

ສູດສໍາລັບການປະຕິບັດທີ່ດີກວ່າ

ຄວາມ ໜາ ແໜ້ນ ພະລັງງານທີ່ພິເສດຂອງແບັດເຕີຣີແມ່ນເນື່ອງມາຈາກທາດສັງກະສີອອກໄຊສັງກະສີ, (AgO-Zn). ແບັດເຕີຣີທີ່ມີຄວາມຍືດຫຍຸ່ນທາງການຄ້າສ່ວນໃຫຍ່ໃຊ້ເຄມີ Ag2O-Zn. ຜົນກໍຄື, ປົກກະຕິແລ້ວເຂົາເຈົ້າມີວົງຈອນຊີວິດທີ່ ຈຳ ກັດແລະມີຄວາມສາມາດຕໍ່າ. ອັນນີ້ ຈຳ ກັດການໃຊ້ໄຟຟ້າຕ່ ຳ, ເຄື່ອງໃຊ້ໄຟຟ້າຖິ້ມ.

ຕາມປະເພນີ AgO ຖືວ່າບໍ່ableັ້ນຄົງ. ແຕ່ວັດສະດຸ Cathode AgO ຂອງ ZPower ແມ່ນອາໄສການເຄືອບ oxide ນໍາທີ່ເປັນເຈົ້າຂອງເພື່ອປັບປຸງສະຖຽນລະພາບແລະການນໍາໄຟຟ້າຂອງ AgO €€.

ເປັນຜົນປະໂຫຍດເພີ່ມເຕີມ, ເຄມີສາດ AgO-Zn ແມ່ນຮັບຜິດຊອບຕໍ່ກັບຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າຂອງແບັດເຕີຣີ. ເຄື່ອງເກັບປັດຈຸບັນທີ່ພິມອອກມາຂອງແບັດເຕີຣີຍັງມີການ ນຳ ໄຟຟ້າທີ່ດີເລີດ, ເຊິ່ງຍັງຊ່ວຍບັນລຸຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າກວ່າ.

ປັບປຸງການຜະລິດ

ແຕ່ AgO ບໍ່ເຄີຍຖືກໃຊ້ຢູ່ໃນແບັດເຕີຣີທີ່ພິມດ້ວຍ ໜ້າ ຈໍມາກ່ອນ, ເພາະວ່າມັນມີສານອອກຊິເດຊັນສູງແລະເຮັດໃຫ້ສານເຄມີຊຸດໂຊມລົງຢ່າງໄວ. ໂດຍການທົດສອບຕົວລະລາຍແລະຕົວຍຶດຕ່າງ various, ນັກຄົ້ນຄວ້າຢູ່ໃນຫ້ອງທົດລອງຂອງວັງຢູ່ທີ່ UC San Diego ສາມາດຊອກຫາການສ້າງນໍ້າມຶກທີ່ເຮັດໃຫ້ AgO ສາມາດພິມໄດ້. ຜົນກໍຄື, ແບັດເຕີຣີສາມາດພິມອອກໄດ້ພາຍໃນບໍ່ເທົ່າໃດວິນາທີເມື່ອກະກຽມນໍ້າມຶກແລ້ວ. ມັນແຫ້ງແລະພ້ອມທີ່ຈະໃຊ້ໃນເວລາບໍ່ເທົ່າໃດນາທີ. ແບັດເຕີຣີຍັງສາມາດພິມໄດ້ໃນຂະບວນການມ້ວນຕໍ່ມ້ວນ, ເຊິ່ງຈະເພີ່ມຄວາມໄວແລະເຮັດໃຫ້ການຜະລິດສາມາດປັບຂະ ໜາດ ໄດ້.

ແບັດເຕີຣີຖືກພິມໃສ່ຟິມໂພລີເມີທີ່ມີຄວາມstableັ້ນຄົງທາງເຄມີ, ຢືດຢຸ່ນໄດ້ແລະມີຈຸດລະລາຍສູງ (ປະມານ 200 ອົງສາ C ຫຼື 400 ອົງສາຟາເຣັນຮາຍ) ທີ່ສາມາດປິດຄວາມຮ້ອນໄດ້. ຜູ້ສະສົມໃນປະຈຸບັນ, anode ສັງກະສີ, AgO cathode ແລະຕົວແຍກທີ່ສອດຄ້ອງກັນຂອງພວກມັນແຕ່ລະປະກອບເປັນຊັ້ນພິມ ໜ້າ ຈໍຊ້ອນກັນ.

ທີມງານ ກຳ ລັງເຮັດວຽກກ່ຽວກັບແບັດເຕີຣີລຸ້ນຕໍ່ໄປ, ມີເປົ້າforາຍເພື່ອໃຫ້ອຸປະກອນສາກໄຟໄດ້ໄວຂຶ້ນ, ມີຄວາມຕ້ານທານຕໍ່າກວ່າທີ່ຈະຖືກໃຊ້ໃນອຸປະກອນ 5G ແລະຫຸ່ນຍົນອ່ອນທີ່ຕ້ອງການພະລັງງານສູງແລະສາມາດປັບແຕ່ງໄດ້ແລະປ່ຽນແປງໄດ້.

ເອກະສານອ້າງອີງ: Performance Performance ແບັດເຕີຣີທີ່ສາມາດສາກໄດ້ດ້ວຍເຄື່ອງພິມເອເລັກໂທຣນິກທີ່ມີປະສິດທິພາບສູງໂດຍ Lu Yin, Jonathan Scharf, Jessica Ma, Jean-Marie Doux, Christopher Redquest, Viet L. Le, Yijie Yin, Jeff Ortega, Xia Wei, Joseph Wang ແລະ Ying Shirley Meng, 7 ທັນວາ 2020, Joule.
DOI: 10.1016/j.joule.2020.11.008