Stanford: Við höfum minnkað þyngd litíumjóna pantografanna um 80 prósent. Orkuþéttleiki eykst um 16-26 prósent.

Vísindamenn við Stanford háskóla og Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) ákváðu að minnka litíumjónafrumurnar til að minnka þyngd þeirra og auka þannig geymda orkuþéttleika. Til að gera þetta endurunnu þeir burðarlögin út á við: í stað breiðar kopar- eða álplötur notuðu þeir mjóar ræmur af málmi, bætt við lag af fjölliðu.

Hærri orkuþéttleiki í Li-ion án mikils fjárfestingarkostnaðar

Hver Li-ion fruma er rúlla sem samanstendur af hleðslu-úthleðslu/hleðslulagi, rafskaut, raflausn, rafskaut og straumsafnara í þeirri röð. Ytri hlutar eru málmpappír úr kopar eða áli. Þeir leyfa rafeindum að yfirgefa frumuna og snúa aftur til hennar.

Vísindamenn frá Stanford og SLAC ákváðu að einbeita sér að safnara, vegna þess að þyngd þeirra er oft nokkrir tugir prósenta af þyngd alls hlekksins. Í staðinn fyrir koparplötur notuðu þeir fjölliðafilmur með mjóum koparræmum. Í ljós kom að hægt var að draga úr þyngd safnara um allt að 80 prósent:

Klassíski sívalur litíumjónafellan er löng rúlla sem samanstendur af nokkrum lögum. Vísindamenn frá Stanford og SLAC hafa minnkað lögin sem safna hleðslum og leiða þau - straumsafnara. Í staðinn fyrir koparplötur notuðu þeir fjölliða-koparplötur auðgaðir með óeldfimum efnum (c) Yusheng Ye / Stanford University

Það er ekki allt: hægt er að bæta efnasamböndum við fjölliðuna sem koma í veg fyrir íkveikju og þá fylgir minni eldfimi frumefna minni þyngd:

Eldfimi koparþynnu sem notuð er í klassískri litíumjónafrumu og safnara þróaður af bandarískum vísindamönnum (c) Yusheng E / Stanford University

Vísindamennirnir segja að endurunnir safnarar geti aukið þyngdarmælingarorkuþéttleika frumanna um 16-26 prósent (= 16-26 prósent meiri orka fyrir sömu massaeiningu). Það þýðir að rafhlaða af sömu stærð og orkuþéttleika getur verið 20 prósent léttari en núverandi.

Áður hefur verið reynt að hagræða lóninu en breyting á þeim hefur leitt til óvæntra aukaverkana. Frumurnar urðu óstöðugar eða þörf var á [dýrari] raflausn. Afbrigðið sem Stanford-vísindamennirnir hafa þróað virðist ekki valda slíkum vandamálum.

Þessar umbætur eru í fyrstu rannsóknum, svo ekki búast við að þær komi á markað fyrir 2023. Hins vegar virðast þeir lofa góðu.

Því má bæta við að Tesla er líka með áhugaverða hugmynd um að safna hleðslu málmlaga. Í stað þess að nota þunnar koparræmur eftir allri lengd rúllunnar og koma þeim út á aðeins einum stað (í miðjunni), færir það þær strax út með því að nota skarast skera brúnina. Þetta gerir það að verkum að hleðslur færast mun minni vegalengd (viðnám!), og kopar veitir aukinn hitaflutning að utan:

> Verða 4680 frumurnar í nýju rafhlöðunum frá Tesla kældar að ofan og neðan? Aðeins að neðan?

Þetta gæti haft áhuga á þér: