Stanford: Chúng tôi đã giảm 80% trọng lượng của các bảng vẽ pin lithium-ion. Mật độ năng lượng tăng 16-26 phần trăm.
Các nhà khoa học tại Đại học Stanford và Trung tâm Máy gia tốc tuyến tính Stanford (SLAC) đã quyết định thu nhỏ các tế bào lithium-ion để giảm trọng lượng của chúng và do đó tăng mật độ năng lượng dự trữ. Để làm điều này, họ đã làm lại các lớp chịu lực ra bên ngoài: thay vì các tấm đồng hoặc nhôm rộng, họ sử dụng các dải kim loại hẹp, được bổ sung bằng một lớp polyme.
Mật độ năng lượng cao hơn trong Li-ion mà không có chi phí đầu tư cao
Mỗi tế bào Li-ion là một cuộn bao gồm lớp nạp/phóng điện, điện cực, chất điện phân, điện cực và bộ thu dòng điện theo thứ tự đó. Các bộ phận bên ngoài là lá kim loại làm bằng đồng hoặc nhôm. Chúng cho phép các electron rời khỏi tế bào và quay trở lại nó.
Các nhà khoa học từ Stanford và SLAC quyết định tập trung vào các nhà sưu tập, bởi vì trọng lượng của chúng thường bằng vài chục phần trăm trọng lượng của toàn bộ liên kết. Thay vì các tấm đồng, họ đã sử dụng màng polyme với các dải đồng hẹp. Hóa ra là có thể giảm tới 80% trọng lượng của bộ sưu tập:
Pin lithium-ion hình trụ cổ điển là một cuộn dài bao gồm nhiều lớp. Các nhà khoa học từ Stanford và SLAC đã thu nhỏ các lớp thu điện tích và dẫn chúng - các lớp thu điện tích hiện tại. Thay vì các tấm đồng, họ sử dụng các tấm đồng polyme được làm giàu bằng hóa chất không bắt lửa (c) Yusheng Ye / Đại học Stanford
Đó không phải là tất cả: các hợp chất hóa học có thể được thêm vào polyme để ngăn chặn sự bắt lửa, và sau đó khả năng bắt lửa thấp hơn của các nguyên tố đi kèm với trọng lượng thấp hơn:
Tính dễ cháy của lá đồng được sử dụng trong tế bào lithium-ion cổ điển và một bộ thu được phát triển bởi các nhà nghiên cứu Mỹ (c) Yusheng E / Đại học Stanford
Các nhà nghiên cứu nói rằng các bộ thu thập tái chế có thể làm tăng mật độ năng lượng trọng trường của các tế bào lên 16-26 phần trăm (= 16-26 phần trăm năng lượng cho cùng một đơn vị khối lượng). Nó có nghĩa là pin có cùng kích thước và mật độ năng lượng có thể nhẹ hơn 20% so với dòng điện.
Trước đây đã có nhiều nỗ lực để tối ưu hóa hồ chứa, nhưng việc thay đổi chúng đã dẫn đến các tác dụng phụ không mong muốn. Các tế bào trở nên không ổn định hoặc chất điện phân [đắt tiền] hơn được yêu cầu. Biến thể do các nhà khoa học tại Stanford phát triển dường như không gây ra những vấn đề như vậy.
Những cải tiến này đang trong quá trình nghiên cứu ban đầu, vì vậy đừng mong đợi chúng sẽ được tung ra thị trường trước năm 2023. Tuy nhiên, chúng trông có vẻ đầy hứa hẹn.
Cũng cần nói thêm rằng Tesla cũng có một ý tưởng thú vị là thu điện tích của các lớp kim loại. Thay vì sử dụng các dải đồng mỏng dọc theo toàn bộ chiều dài của cuộn và chỉ đưa chúng ra một chỗ (ở giữa), nó sẽ ngay lập tức đưa chúng ra bằng cách sử dụng mép cắt chồng lên nhau. Điều này làm cho các điện tích di chuyển một khoảng cách nhỏ hơn nhiều (điện trở!), Và đồng cung cấp thêm nhiệt truyền ra bên ngoài:
> Liệu 4680 tế bào trong pin mới của Tesla có được làm mát từ trên xuống dưới không? Chỉ từ bên dưới?
Điều này có thể khiến bạn quan tâm:
