Material, das entwickelt wurde, um die Lebensdauer von Batterien zu verlängern

Es gibt niemanden von uns, der nicht durch die Lithium-Ionen-Batterien in seinen Geräten irritiert wurde, die nicht lange genug halten. Es ist so frustrierend, neue Geräte zu kaufen, nur weil die Akkulaufzeit zu kurz geworden ist. Wissenschaftler haben dies erkannt und ein neues Material entwickelt, das die Lebensdauer verlängert und die Lebensdauer der Batterien verlängert.

Die Probleme mit Lithium-Ionen-Batterien

Neue Telefone und andere Geräte haben am Anfang immer Batterien, die für immer halten. Aber im Laufe der Zeit dauern sie immer weniger Stunden. Es führt dazu, dass Sie ein Ladegerät überall mit sich herumtragen. Einige Geräte verfügen über austauschbare Batterien. manche nicht. Ersetzen Sie sie oder werfen Sie das Gerät einfach weg? Oder lebst du einfach damit?

Da viele Menschen nur ihre Geräte austauschen, führt dies zu einem Verschmutzungsproblem. In größerem Maßstab ist die Batterielebensdauer auch bei Elektrofahrzeugen ein Problem, und niemand möchte Probleme mit der Batterie eines Autos haben.

Neues Batteriematerial Elektroauto

Grafische Anoden, die negativen Anschlüsse der Batterien, stehen hinter dem schnellen Abbau. Die Anoden arbeiten mit den Kathoden (positiven Anschlüssen) und den Elektrolyten (trägt die Ladung zwischen den Anschlüssen), um die Situation für die elektromagnetischen Reaktionen zum Laden und Entladen zu schaffen. Wenn der Graphit kein Bindemittel hätte, würde er auseinanderfallen. Poly (PVDF) ist das am häufigsten verwendete Bindemittel in heutigen Batterien. Es ist jedoch nicht das idealste Material für diesen Zweck.

Wissenschaftler entwickeln neuen Binder

Wissenschaftler am Japan Advanced Institute of Science and Technology (JAIST) haben entwickelten ein neues Copolymer-Bindemittel Dadurch halten die Batterien lange
länger. Dieses neue Bindemittel besteht aus einem Bis-Imino-Acenaphthinchinon-Paraphenylen (BP) -Copolymer.

Diese Forschung wurde in ACS Applied Energy Materials veröffentlicht. Professor Noriyoshi Matsumi leitete die Forschung, an der auch Professor Tatsuo Kaneko, Dozent Rajashekar Badam, Doktorand Agman Gupta und der ehemalige Postdoktorand Aniruddha Nag beteiligt waren.

Wie hält dieses neue Material Batterien länger? Das Copolymerbindemittel hat eine bessere mechanische Stabilität und haftet besser an der Anode. Die „π-π-Wechselwirkungen“ zwischen den Bis-Imino-Acenaphthenchinon-Gruppen und Graphit sind teilweise dafür verantwortlich. Die Liganden des Copolymers haften auch besser an den Kupferstromkollektoren.

Neues Batteriematerial leer

Das Copolymer ist auch leitfähiger als das Poly und erzeugt eine dünnere leitfähige Festelektrolytgrenzfläche, die nicht so stark widersteht. Der Abbau wird auch dadurch verhindert, dass das Copolymer nicht leicht mit den Elektrolyten reagiert.

All dies schafft eine Umgebung für eine bessere Leistung. „Während eine Halbzelle, die PVDF als Bindemittel verwendet, nach etwa 500 Lade- / Entladezyklen nur 65 Prozent ihrer ursprünglichen Kapazität aufwies, zeigte die Halbzelle, die das BP-Copolymer als Bindemittel verwendete, nach über 1700 solcher Zyklen eine Kapazitätsbeibehaltung von 95 Prozent “, Erklärte Prof. Matsumi.

Es gibt auch ein Maß, das vergleicht, wie viel Ladung während eines Zyklus durch eine Zelle fließt. Das neue Material erwies sich erneut als effizienter. Bilder, die während des Testens aufgenommen wurden, zeigten winzige Risse auf den Copolymeren, während die Poly große Risse aufwiesen. Dies war nach weniger als einem Drittel der Gesamtzahl der Zyklen.

Die Zukunft der Lithium-Ionen-Batterien

Die Hoffnung nach dieser Studie ist natürlich, dass daraus langlebige Lithium-Ionen-Batterien entstehen. Es würde sicherlich einige Umweltprobleme lösen und den Verbrauchern viel Geld sparen, ganz zu schweigen von Kopfschmerzen.

Neues Laden des Batteriematerials

„Die Realisierung langlebiger Batterien wird zur Entwicklung zuverlässigerer Produkte für den Langzeitgebrauch beitragen. Dies wird die Verbraucher dazu ermutigen, teurere batteriebasierte Vermögenswerte wie Elektrofahrzeuge zu kaufen, die viele Jahre lang verwendet werden “, sagte Prof. Tatsumi.

Der Professor wies auch darauf hin, dass solche verbesserten Batterien auch in der medizinischen Gemeinschaft zu großartigen Dingen führen würden, insbesondere zu Batterien für künstliche Organe und implantierte Geräte wie Defibrillatoren und Herzschrittmacher.

Für den Rest von uns würde dies bedeuten, dass unsere Smartphones nach einigen Jahren immer noch die Ladung behalten und wir nicht so sehr darauf bedacht wären, sie zu ersetzen. Lesen Sie bis dahin diese Anleitung, wie Sie die Lebensdauer von Batterien verlängern.

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