Apa iku baterei solid state fleksibel?

Klompok ilmuwan internasional wis ngembangake jinis baterei solid-state anyar sing bisa nambah jangkauan kendaraan listrik lan nyegah kebakaran ing laptop lan smartphone. Penulis njlèntrèhaké temuan ing Advanced Energy Materials. Kanthi ngganti elektrolit cair sing digunakake ing baterei sing bisa diisi ulang konvensional kanthi batre 'padat', keramik bisa ngasilake baterei sing luwih efektif lan tahan lama sing uga luwih aman kanggo digunakake. Peneliti ngarep-arep manawa kaluwihan kasebut bisa mbukak dalan kanggo baterei sing luwih irit lan ijo kanggo kabeh jinis piranti kalebu mobil listrik.

Penulis sinau, saka AS lan Inggris, wis njelajah alternatif kanggo elektrolit cair ing baterei lithium ion kanggo sawetara wektu. Ing 2016, dheweke ngumumake pangembangan baterei solid-state sing bisa digunakake luwih saka kaping pindho voltase sel ion lithium konvensional, nanging kanthi efisiensi sing padha.

Nalika desain paling anyar nuduhake dandan sing signifikan ing versi sadurunge, peneliti Profesor Donald Sadoway saka MIT nyathet yen isih ana ruang kanggo perbaikan: "Nampa konduktivitas ion sing dhuwur ing bahan keramik ing suhu sing luwih dhuwur bisa uga angel," ujare. "Iki minangka prestasi terobosan." Peneliti ngarep-arep yen sawise nyoba baterei sing luwih apik iki bakal cocog kanggo kendharaan listrik utawa malah nguwasani pesawat.

Ing baterei solid state, karusakan amarga overheating dicegah kanthi nggunakake elektrolit keramik tinimbang cairan sing gampang kobong. Yen baterei wis rusak lan wiwit overheat chars elektrolit Keramik tinimbang igniting, kang ngalangi saka keno geni. Pori-pori ing struktur bahan padhet iki uga bisa nggawa muatan listrik sing luwih dhuwur kanthi ion-ion sing obah liwat jaringan lengkap ing padhet.

Fitur kasebut tegese para ilmuwan bisa ngunggahake voltase lan kapasitansi baterei dibandhingake karo sing ngemot elektrolit cair sing gampang kobong. Ing kasunyatan, ngandika Professor Sadoway: "We nduduhake sel lithium-air karo 12 volt operasi ing 90 derajat C [194 ° F]. Sing luwih dhuwur tinimbang wong liya wis ngrambah."

Desain baterei anyar iki nduweni kaluwihan potensial liyane tinimbang elektrolit sing gampang kobong, kalebu kasunyatan manawa elektrolit keramik umume luwih stabil tinimbang sing organik. "Sing nggumunake yaiku kepiye kerjane," ujare Profesor Sadoway. "Kita entuk luwih akeh energi saka sel iki tinimbang sing dilebokake."

Stabilitas iki bisa ngidini produsen ngemas akeh sel solid-state menyang laptop utawa mobil listrik tanpa kudu kuwatir yen dadi panas banget, nggawe piranti luwih aman lan ndawakake umur fungsine. Saiki, yen baterei kaya iki dadi panas banget, ana risiko kobong - kaya sing kedadeyan karo telpon Samsung Galaxy Note 7. Geni sing diasilake ora bisa nyebar amarga ora ana hawa ing njero sel kanggo njaga pembakaran; tenan, padha ora bakal bisa kanggo nyebar ngluwihi situs saka karusakan dhisikan.

Bahan padhet iki uga awet banget; ing kontras, sawetara nyoba kanggo nggawe baterei lithium ion karo elektrolit Cairan gampang kobong, kang operate ing suhu luwih (liwat 100 ° C) ajeg nyekel geni sawise 500 utawa 600 siklus. Elektrolit keramik bisa tahan luwih saka 7500 siklus pangisian daya/discharge tanpa kobong.

Temuan anyar bisa uga penting banget kanggo nambah jangkauan EV lan nyegah kebakaran smartphone. Miturut Sadoway: "Baterei generasi lawas duwe baterei wiwitan asam timbal [mobil]. Dheweke duwe jarak sing cendhak nanging bisa dipercaya, "ujare lan nambahake kelemahane sing ora dikarepake yaiku "yen dadi luwih panas tinimbang 60 ° C banjur bakal murub."

Baterei lithium ion saiki, dheweke nerangake, minangka langkah munggah saka iki. "Dheweke duwe jarak sing dawa nanging bisa rusak amarga panas banget lan kobongan," ujare lan nambahake manawa baterei solid-state anyar duweni potensi "terobosan dhasar" amarga bisa nyebabake piranti sing luwih dipercaya lan luwih aman.

Ilmuwan ing MIT mikir teknologi iki bisa njupuk limang taun kanggo digunakake akeh nanging malah ing awal taun ngarep padha ngarep-arep kanggo ndeleng jinis iki baterei dipasang ing smartphone saka manufaktur gedhe kayata Samsung utawa Apple. Dheweke uga nyathet manawa ana akeh panggunaan komersial kanggo sel kasebut kajaba telpon, kalebu laptop lan kendaraan listrik.

Nanging Profesor Sadoway ngelingake yen isih ana sawetara cara sadurunge teknologi kasebut disempurnakake. "Kita wis entuk sel sing katon apik banget nanging saiki isih awal ... Kita durung nggawe sel kanthi skala gedhe, elektroda kapadhetan daya dhuwur."

Sadoway yakin terobosan iki bakal langsung diadopsi amarga potensial ora mung kanggo bahan bakar EV kanthi jangkauan sing luwih gedhe nanging uga bisa nyegah kebakaran smartphone. Mungkin sing luwih nggumunake yaiku prediksi manawa baterei solid state bisa digunakake sacara universal sajrone kurang saka limang taun yen umume manufaktur yakin babagan safety lan linuwih.