Opladning af bærbar elektronik på 10 minutter

Forskere ved University of California, Riverside Bourns College of Engineering har udviklet en tredimensionel, silikone dekoreret, kegleformet carbon-nanorør-klynge-arkitektur til litiumionbatterianoder, der kunne muliggøre opladning af bærbar elektronik på 10 minutter, i stedet for timer.

Lithium-ion-batterier er det valgte genopladelige batteri til bærbare elektroniske enheder og elektriske køretøjer. Men, de giver problemer. Batterier i elektriske køretøjer er ansvarlige for en betydelig del af køretøjets masse. Og størrelsen på batterier i bærbar elektronik begrænser tendensen til at reducere størrelsen.

Silicium er en type anodemateriale, der får meget opmærksomhed, fordi dets samlede ladekapacitet er 10 gange højere end kommercielle grafitbaserede lithium-ion batterianoder. Overvej et pakket batteri med fuld celle. Udskiftning af den almindeligt anvendte grafitanode med siliciumanoder vil potentielt resultere i en stigning på 63 procent af den samlede cellekapacitet og et batteri, der er 40 procent lettere og mindre.

I et papir, Silikone-dekoreret kegleformede kulstof-nanorørklynger til lithium-ion-batterianode , for nylig offentliggjort i tidsskriftet Lille , UC Riverside-forskere udviklede en ny struktur af tredimensionel silicium-dekoreret kegleformet kulstof-nanorør-klyngerarkitektur via kemisk dampaflejring og induktivt koblet plasmabehandling.

Lithium -ion -batterier baseret på denne nye arkitektur demonstrerer en høj reversibel kapacitet og fremragende cykelstabilitet. Arkitekturen demonstrerer fremragende elektrokemisk stabilitet og irreversibilitet selv ved høje opladnings- og afladningshastigheder, næsten 16 gange hurtigere end konventionelt anvendte grafitbaserede anoder.

Forskerne mener, at den ultrahurtige opladnings- og afladningshastighed kan tilskrives to årsager, sagde Wei Wang, hovedforfatter til papiret.

En, den sømløse forbindelse mellem grafenbeklædt kobberfolie og carbonnanorør forbedrer den aktive materiale-strømkollektorkontaktintegritet, hvilket letter ladning og termisk overførsel i elektrodesystemet.

To, den kegleformede arkitektur tilbyder små indtrængende kanaler for hurtigere elektrolytadgang til elektroden, hvilket kan forbedre hastighedsydelsen.