Новый прорыв Samsung может почти удвоить емкость аккумулятора

Samsung с помощью исследователей и университетов в Южной Корее разработал новую технологию, которая может почти удвоить емкость литий-ионных аккумуляторов. Этот прорыв может сделать серьезные волны в бытовой электронике

а также электромобили

— две отрасли, которые отчаянно нуждаются в улучшенной технологии аккумуляторов.

Батарея будущего?

Литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы являются одним из наиболее распространенных типов аккумуляторов, используемых для бытовой электроники, таких как смартфоны и планшеты, хотя они все чаще используются для электромобилей и различных других применений. Когда они были изобретены, они были передовыми технологиями — еще в девяностые годы — но за последние двадцать лет многое изменилось.

В частности, мы делаем гораздо больше с нашими мобильными устройствами, чем когда-либо прежде. Когда вы носите iPhone или трубку Android, вы носите полнофункциональный компьютер, который является более мощным, чем прежние суперкомпьютеры

— в вашем кармане. Эти чрезвычайно энергоемкие машины работают на тех же технологиях, которые мы использовали для питания наших плееров. Сказать, что нам нужно модернизировать наши аккумуляторные технологии, было бы преуменьшением.

shutterstock_222008452

Samsung работает именно над этим, согласно статье, опубликованной в Nature. Компании удалось значительно увеличить емкость литий-ионной батареи с помощью анодов из кремния — того же материала, который обычно ассоциируется с чипами и электроникой — вместо графита.

Кремний сам по себе имеет тенденцию вызывать проблемы из-за колебаний размера частиц между циклами зарядки и разрядки. Чтобы обойти это, Samsung и его исследователи разработали инновационный процесс нанесения покрытия, при котором графен выращивается непосредственно на кремнии в слоях, которые его содержат, но также учитывают его расширение.

В документе объясняется:

«Слои графена, закрепленные на поверхности кремния, обеспечивают объемное расширение кремния посредством процесса скольжения между соседними слоями графена. В сочетании с коммерческим катодом из оксида лития-кобальта покрытие из графена без карбида кремния позволяет полной ячейке достигать объемных плотностей энергии 972 и 700 Вт · л ^ (- 1) в первом и 200-м циклах, соответственно, в 1,8 и 1,5 раза выше. чем те из существующих коммерческих литий-ионных батарей ».

Волнистые линии на диаграмме ниже представляют собой слои графена на кремниевой наночастице.

ncomms8393-f1

С помощью этой новой технологии Samsung удалось создать новый тип батареи, который обеспечивает почти удвоенную (1,8х) удельную плотность энергии обычных литий-ионных батарей, уступая в 1,5 раза удельному весу после 200 зарядов. Даже после 200 зарядов новая технология может значительно улучшиться по сравнению с тем, что предлагает рынок сегодня. С учетом сказанного, необходимо провести дополнительные испытания, чтобы определить, насколько эти многообещающие показатели сохраняются в течение реалистичного срока службы батареи.

Когда мы можем использовать это?

В дальнейшем это исследование может иметь значительные последствия для ряда отраслей, увеличивая время автономной работы.

наших смартфонов и планшетов, наших транспортных средств

и, возможно, даже наши дома

,

По имеющимся данным, самые популярные на сегодняшний день смартфоны работают от 11 до 14 часов без подзарядки при непрерывном использовании. Если данные исследований Samsung остаются неизменными, вы можете фактически удвоить это время — это нормально, если вы забудете зарядить телефон ночью. Или, если ваш телефон не совсем достиг отметки в 11–14 часов, возможно, вы могли бы, наконец, прожить целый день, не привязываясь к зарядному устройству.

Электромобили могут проехать примерно вдвое расстояние без подзарядки, что может помочь производителям перевести больше водителей на гибридные и электрические модели. Прямо сейчас у Tesla Model S пробег составляет около 265 миль. Эта технология увеличит это до 480 без увеличения веса или размера. Это позволило бы вам ехать почти семь часов без подзарядки на скоростях шоссе, что делает длительные поездки намного более практичными.

640px-EV_Rally_Trollstigen_Tesla_Model_S

Эта разработка также может оказать огромное влияние на носимые устройства — многие из которых не могут держать заряд достаточно долго, чтобы вы могли разумно использовать их весь день. Это может позволить устройствам дополненной реальности, таким как Google Glass или HoloLens, по-настоящему войти в мейнстрим.

Но важно помнить, что это всего лишь исследовательский проект — Samsung еще предстоит внедрить свои выводы в коммерческий продукт, и может пройти некоторое время, прежде чем это произойдет. Хотя эта технология вполне может быть коммерчески жизнеспособной, у нас, вероятно, есть по крайней мере два или три года, чтобы подождать, пока она запустит устройства, которые мы используем каждый день.

Что вы думаете о новой технологии батарей Samsung? И, что более важно, какую выгоду вы получите от ионно-литиевых батарей с удвоенной емкостью? Дайте нам знать ваши мысли в комментариях ниже!

Кредиты изображений: Джордж Долгих, Блумуа, Викимедиа

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector