Stanford: Rydym wedi lleihau pwysau casglwyr cyfredol mewn celloedd lithiwm-ion 80 y cant. Mae'r dwysedd ynni yn cynyddu 16-26 y cant.

Penderfynodd gwyddonwyr ym Mhrifysgol Stanford a Chanolfan Cyflymydd Llinol Stanford (SLAC) grebachu’r celloedd lithiwm-ion i leihau eu pwysau a thrwy hynny gynyddu’r dwysedd ynni sydd wedi’i storio. I wneud hyn, fe wnaethant ail-weithio'r haenau sy'n dwyn llwyth tuag allan: yn lle dalennau llydan o gopr neu alwminiwm, roeddent yn defnyddio stribedi cul o fetel, ynghyd â haen o bolymer.

Dwysedd ynni uwch mewn Li-ion heb gostau buddsoddi uchel

Mae pob cell Li-ion yn gofrestr sy'n cynnwys haen wefru/rhyddhau, electrod, electrolyte, electrod, a chasglwr cerrynt yn y drefn honno. Mae'r rhannau allanol yn ffoil metel wedi'i wneud o gopr neu alwminiwm. Maent yn caniatáu i electronau adael y gell a dychwelyd iddi.

Penderfynodd gwyddonwyr o Stanford a SLAC ganolbwyntio ar gasglwyr, oherwydd yn aml mae eu pwysau sawl deg deg y cant o bwysau'r ddolen gyfan. Yn lle cynfasau copr, roeddent yn defnyddio ffilmiau polymer gyda stribedi copr cul. Canfuwyd ei bod yn bosibl lleihau pwysau'r casglwyr hyd at 80 y cant:

Mae'r gell lithiwm-ion silindrog clasurol yn gofrestr hir sy'n cynnwys sawl haen. Mae gwyddonwyr o Stanford a SLAC wedi lleihau'r haenau sy'n casglu taliadau ac yn eu cynnal - casglwyr cyfredol. Yn lle dalennau copr, defnyddiwyd dalennau polymer-copr wedi'u cyfoethogi â chemegau anfflamadwy (c) Yusheng Ye / Prifysgol Stanford

Nid dyna'r cyfan: gellir ychwanegu cyfansoddion cemegol at y polymer sy'n atal y tanio, ac yna mae pwysau is yn cyd-fynd â fflamadwyedd is yr elfennau:

Stanford: Rydyn ni wedi lleihau pwysau'r pantograffau lithiwm-ion 80 y cant. Mae'r dwysedd ynni yn cynyddu 16-26 y cant.

Fflamadwyedd ffoil copr a ddefnyddir mewn cell lithiwm-ion glasurol a chasglwr a ddatblygwyd gan ymchwilwyr Americanaidd (c) Prifysgol Yusheng E / Stanford

Dywed yr ymchwilwyr y gall casglwyr wedi'u hailgylchu gynyddu dwysedd egni grafimetrig y celloedd 16-26 y cant (= 16-26 y cant yn fwy o egni ar gyfer yr un uned màs). Mae'n golygu hynny gall batri o'r un maint a dwysedd ynni fod 20 y cant yn ysgafnach na'r cerrynt.

Gwnaed ymdrechion yn y gorffennol i wneud y gorau o'r gronfa ddŵr, ond mae eu newid wedi arwain at sgîl-effeithiau annisgwyl. Daeth y celloedd yn ansefydlog neu roedd angen electrolyt mwy [drud]. Nid yw'n ymddangos bod yr amrywiad a ddatblygwyd gan wyddonwyr yn Stanford yn peri problemau o'r fath.

Mae'r gwelliannau hyn mewn ymchwil gynnar, felly peidiwch â disgwyl iddynt gyrraedd y farchnad cyn 2023. Fodd bynnag, maen nhw'n edrych yn addawol.

Dylid ychwanegu bod gan Tesla syniad diddorol hefyd i gasglu gwefr haenau metel. Yn lle defnyddio stribedi copr tenau ar hyd y gofrestr gyfan a dod â nhw allan mewn un lle yn unig (yn y canol), mae'n dod â nhw allan ar unwaith gan ddefnyddio'r ymyl torri gorgyffwrdd. Mae hyn yn gwneud i'r gwefrau symud pellter llawer llai (gwrthiant!), Ac mae copr yn darparu trosglwyddiad gwres ychwanegol i'r tu allan:

Stanford: Rydyn ni wedi lleihau pwysau'r pantograffau lithiwm-ion 80 y cant. Mae'r dwysedd ynni yn cynyddu 16-26 y cant.