211service.com
Ličio jonų baterijos pigiau
Naujas būdas gaminti pažangias ličio jonų akumuliatorių medžiagas išsprendžia vieną iš pagrindinių likusių problemų: kainą. Arumugamas Manthiramas Teksaso universiteto Ostine medžiagų inžinerijos profesorius įrodė, kad mikrobangų krosnelėje naudojamas ličio geležies fosfato gamybos metodas užima mažiau laiko ir naudoja žemesnę temperatūrą nei įprasti metodai, o tai gali reikšti mažesnes išlaidas.
Nano galia: Elektroninio mikroskopo vaizdas iš 40 nanometrų pločio strypo formos dalelių, kurios sudaro daug žadančią akumuliatoriaus medžiagą.
Ličio geležies fosfatas yra alternatyva ličio kobalto oksidui, naudojamam daugumoje nešiojamųjų kompiuterių ličio jonų baterijų. Jis žada būti daug pigesnis, nes jame naudojama geležis, o ne daug brangesnis metalinis kobaltas. Nors jame sukaupta mažiau energijos nei kai kuriose kitose ličio jonų medžiagose, ličio geležies fosfatas yra saugesnis ir gali būti gaminamas taip, kad medžiaga galėtų tiekti didelius galios pliūpsnius, dėl kurių ji ypač naudinga hibridinėse transporto priemonėse.
Iš tiesų, ličio geležies fosfatas tapo viena karščiausių naujų baterijų medžiagų. Pavyzdžiui, A123 sistemos , startuolis, įsikūręs Watertown mieste, MA, sukūręs vieną iš šios medžiagos, surinko daugiau nei 148 mln. USD ir pardavinėjo įkraunamų elektrinių įrankių baterijas, kurios gali pranokti įprastus įkraunamus įrankius. Medžiaga taip pat yra viena iš tipų, išbandytų naujam „General Motors“ elektromobiliui.
Tačiau sunku ir brangu gaminti ličio geležies fosfato baterijas, todėl galima sutaupyti lėšų, palyginti su įprastesnėmis ličio jonų baterijomis. Paprastai medžiagos gaminamos valandų valandas ir reikalauja net 700 °C temperatūros.
Manthiramo metodas apima komerciškai prieinamų cheminių medžiagų – ličio hidroksido, geležies acetato ir fosforo rūgšties – sumaišymą tirpiklyje, o po to šį mišinį penkias minutes veikiant mikrobangų krosnelėje, kuri įkaitina chemines medžiagas iki maždaug 300 °C. Proceso metu susidaro lazdelės formos ličio geležies fosfato dalelės. Didžiausio našumo dalelės yra apie 100 nanometrų ilgio ir 25 nanometrų pločio. Mažas dydis reikalingas, kad įkraunant ir iškraunant akumuliatorių ličio jonai galėtų greitai judėti į daleles ir iš jų.
Siekdamas pagerinti šių medžiagų veikimą, Manthiram padengė daleles elektrai laidžiu polimeru, kuris pats buvo apdorotas nedideliais kiekiais tam tikros rūšies sulfonrūgšties. Tada padengtos nanodalelės buvo įtrauktos į mažą akumuliatoriaus elementą, kad būtų galima išbandyti. Esant lėtam iškrovos greičiui, medžiagos pasižymėjo įspūdingu pajėgumu: esant 166 miliampervalandėms vienam gramui, medžiagos priartėjo prie teorinės ličio geležies fosfato talpos, kuri yra 170 miliampervalandžių vienam gramui. Šis pajėgumas greitai sumažėjo esant didesniam iškrovimo greičiui pradinių bandymų metu. Tačiau Manthiramas teigia, kad naujosios medžiagos versijos parodė geresnį našumą.
Dar per anksti pasakyti, kiek naujasis metodas sumažins ličio geležies fosfato baterijų gamybos sąnaudas. Metodo žema temperatūra gali sumažinti energijos poreikį, o tai, kad jis yra greitas, gali padidinti gamybą naudojant tą patį įrangos kiekį – dėl abiejų gamyba gali būti ekonomiškesnė. Tačiau taip pat reikia apskaičiuoti laidžio polimero ir gamybos įrangos kainą, o procesas turi būti demonstruojamas dideliu mastu. Šis procesas taip pat turės konkuruoti su kitais perspektyviais eksperimentiniais gamybos metodais Stenlis Vitingamas , chemijos, medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Niujorko valstijos universitete, Binghamtone.
Manthiram neseniai paskelbė pažangą dėl dviejų kitų tipų ličio jonų baterijų medžiagų ir dirba su ActaCell , startuolis, įsikūręs Ostine, Teksaso valstijoje, siekiant komercializuoti savo laboratorijoje sukurtą technologiją. Bendrovė, kuri praėjusią savaitę paskelbė, kad pritraukė 5,58 mln. USD rizikos finansavimo, jau yra licencijavusi kai kurias „Manthiram“ technologijas, tačiau ji nepasakys, kuri technologija iki kitų metų.