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电池可以被称作是现代世界的发动机,从智能手机到笔记本电脑,怪异的新摩托车到新兴的自动卡车车队。
所以有很多人有兴趣推动电池技术向前发展,2017年带来了一系列令人振奋的突破,旨在使他们更安全,更持久,更快速充电和更具成本效益。这是最好的一堆。
安全第一
虽然锂离子电池整体上出现问题的可能性非常低,但是由于每天都在使用锂离子电池,所以在世界某个地方出现问题的可能性是非常现实的。三星手机爆炸事件就证明了这一点。
现在的电池已经安装了可以跟踪电压,温度和电池电量的芯片,可以提供警告系统,例如手机过热时在iPhone屏幕上看到的警告系统。但是研究人员总是在寻找方法来保持它们的冷却,而实现这一目的的一种方法是用不易燃的东西代替可燃电解质,携带离子的液体。
早在2015年,马里兰大学和美国陆军研究实验室的科学家就提出了一种盐水电解质配方,该配方为从起搏器到大规模电网储存的所有产品提供了更安全的电池。虽然他们的电池设计的火灾风险较小,但最高电压只有3 V.
今年9月份,研究人员将这个电压提高到了4V,并且为笔记本电脑等普通应用提供了足够的电压。他们通过开发一种新的凝胶聚合物涂层来实现这一点,该涂层可以应用于电池的阳极,并更好地从表面排斥水。该团队现在专注于将电池可以完成的全部性能周期从100个增加到500个,以使其具有竞争力。
使用一种名为“振动能量收集器”的设备,该团队能够利用足够强大的交流电给手表供电。
从理论上讲,这项技术从来不需要充电,也不会耗尽,研究人员正在继续他们的实验。
说到容量,我们不得不提到上个月南澳大利亚开启了世界上最大的锂离子电池。由特斯拉提供,仅需100天即可安装,129兆瓦的Powerpack旨在解决该州最近的一些能源问题,并为超过30,000个家庭提供按需供电。
走向绿色
今年,我们看到了一些进步,不仅有望提高电池的容量,而且对环境友好。
日本东北大学和大阪大学的研究人员利用电子制造的大副产品 - 从大片材切割硅时产生的硅锯末。将这种锯末粉碎成多孔纳米薄片并用碳包覆,团队能够制造出一种新型的电池阳极。
由此产生的锂离子电池不仅具有再循环材料,而且在800次循环中也达到1200mAh / g(毫安小时/克)的恒定容量。该团队声称这是传统石墨阳极的3.3倍。
加利福尼亚大学里弗赛德分校的研究人员在4月份推出了另一种用于高级电池的再生材料。科学家们收集废弃的玻璃瓶,将它们粉碎成粉末,然后将其中的二氧化硅还原成纳米颗粒,然后将它们涂覆在碳中。
作为电池阳极的硅具有比典型的石墨阳极多储存多达10倍的能量的潜力,并且通过采取这种方法,该团队能够生产纽扣电池,其显示约1420mAh / g(毫安小时每克),对典型的350mAh / g石墨阳极容量有显着的改善。该团队已经为其环保,低成本的技术申请了专利。
尽可能使用广泛的材料是有意义的。八月份,悉尼大学的科学家揭示了一种锌 - 空气电池,正是这样做的,同时克服了困扰这种设备的一些问题。
悉尼的研究团队提出了一种低成本的替代方案,用催化剂替代铁,钴和镍等常见元素。其结果是一个锌空气电池,可以更容易地充电,并在测试中,经过60小时的放电和充电周期损失不到10%的效率。
期待
更好的电池是智能手机的关键,能让我们连接更长的时间,驾驶更远的汽车,捕捉更多照片的相机。。。