Stanford: 80 százalékkal csökkentettük a lítium-ion áramszedők tömegét. Az energiasűrűség 16-26 százalékkal nő.
A Stanford Egyetem és a Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) tudósai úgy döntöttek, hogy zsugorítják a lítium-ion cellákat, hogy csökkentsék súlyukat, és így növeljék a tárolt energiasűrűséget. Ennek érdekében a teherhordó rétegeket kifelé dolgozták át: széles réz- vagy alumíniumlemezek helyett keskeny fémcsíkokat használtak, polimerréteggel kiegészítve.
Nagyobb energiasűrűség Li-ionban magas beruházási költségek nélkül
Minden Li-ion cella egy tekercs, amely egy töltő-kisülési/kisülési rétegből, egy elektródából, egy elektrolitból, egy elektródából és egy áramgyűjtőből áll, ebben a sorrendben. A külső részek fémfólia rézből vagy alumíniumból. Lehetővé teszik, hogy az elektronok elhagyják a sejtet, és visszatérjenek oda.
A stanfordi és a SLAC tudósai úgy döntöttek, hogy a gyűjtőkre helyezik a hangsúlyt, mivel súlyuk gyakran a teljes lánc tömegének több tíz százalékát teszi ki. A rézlemezek helyett keskeny rézcsíkokkal ellátott polimer fóliákat használtak. Kiderült, hogy akár 80 százalékkal is csökkenthető a kollektorok tömege:
A klasszikus hengeres lítium-ion cella egy hosszú tekercs, amely több rétegből áll. A Stanford és a SLAC tudósai csökkentették a töltéseket gyűjtő és azokat vezető rétegeket – az áramgyűjtőket. Rézlemezek helyett nem gyúlékony vegyszerekkel dúsított polimer-réz lemezeket használtak (c) Yusheng Ye / Stanford University
Ez még nem minden: a polimerhez olyan kémiai vegyületeket lehet adni, amelyek megakadályozzák a begyulladást, majd az elemek gyúlékonysága kisebb tömeggel jár:
A klasszikus lítium-ion cellában és amerikai kutatók által kifejlesztett kollektorban használt rézfólia gyúlékonysága (c) Yusheng E / Stanford University
A kutatók szerint az újrahasznosított kollektorok 16-26 százalékkal növelhetik a cellák gravimetrikus energiasűrűségét (= 16-26 százalékkal több energia ugyanazon tömegegység mellett). Ez azt jelenti egy azonos méretű és energiasűrűségű akkumulátor 20 százalékkal könnyebb lehet az áramerősségnél.
Korábban is történtek kísérletek a tározó optimalizálására, de ezek megváltoztatása nem várt mellékhatásokhoz vezetett. A cellák instabillá váltak, vagy több [drágább] elektrolitra volt szükség. Úgy tűnik, hogy a stanfordi tudósok által kifejlesztett változat nem vet fel ilyen problémákat.
Ezek a fejlesztések a kutatás korai szakaszában vannak, ezért ne számítson arra, hogy 2023 előtt megjelennek a piacon. Azonban ígéretesnek tűnnek.
Hozzá kell tenni, hogy a Teslának is van egy érdekes ötlete a fémrétegek töltésének összegyűjtésére. Ahelyett, hogy vékony rézcsíkokat használna a tekercs teljes hosszában, és csak egy helyen (középen) húzná ki őket, az átlapolt vágott éllel azonnal kiemeli őket. Ezáltal a töltések sokkal kisebb távolságra mozognak (ellenállás!), A réz pedig további hőátadást biztosít kifelé:
> A Tesla új akkumulátorainak 4680 celláját felülről és alulról hűtik? Csak alulról?
Ez érdekelheti:
