In einer Zeit, in der die Nachfrage nach effizienter und nachhaltiger Energiespeicher auf dem Höhepunkt steht, hat eine bahnbrechende Entwicklung der School of Engineering und angewandten Wissenschaften der Harvard University eine neue Maßstab auf dem Gebiet der Batterie -Technologie festgelegt. Die Forscher haben eine neuartige Lithium -Metall -Batterie vorgestellt, die mindestens 6.000 Ladungs- und Entladungszyklen standhalten kann, und die Fähigkeit ausreicht, innerhalb von nur wenigen Minuten vollständig aufgeladen zu werden. Dieser revolutionäre Fortschritt verspricht nicht nur, die Art und Weise zu verändern, wie wir Batterien verwenden, sondern auch den Weg für praktischere Anwendungen in Branchen wie Elektrofahrzeugen.
Der Kern dieser Forschung liegt in der Herstellung von Festkörperbatterien unter Verwendung von Lithium-Metall-Anoden, eine Methode, die neue Einblicke in Materialien für potenziell revolutionäre Batterien gewährt hat. Die kürzlich in „Naturmaterial“ veröffentlichte Studie unterstreicht die bedeutenden Fortschritte beim Verständnis und der Verwendung von Lithium -Metall -Anoden. Xin Li, der Autor der Zeitung, bemerkte: „Lithium -Metallanoden -Batterien gelten als der heilige Gral der Batterien. Sie besitzen eine Kapazität von zehnmal so hoch wie der von kommerziellen Graphitanoden, was möglicherweise den Antriebsbereich von Elektrofahrzeugen erheblich erhöht. Unsere Forschung ist ein wesentlicher Schritt zu praktischeren Festkörperbatterien in industriellen und kommerziellen Anwendungen. “
Eine der größten Herausforderungen bei der Gestaltung dieser Batterien war die Bildung von Dendriten auf der Anodenoberfläche. Diese Wurzelstrukturen wachsen im Elektrolyten und durchbohren die Barriere, die den Anode und die Kathode trennt, und führt zu Batteriekreiskreisen und sogar Bränden. Im Jahr 2021 haben Li und sein Team dieses Problem angepasst, indem sie eine mehrschichtige Batterie entworfen haben und verschiedene Materialien verschiedener Stabilitäten zwischen Anode und Kathode mischten. Dieses mehrschichtige, multimaterielle Design blockierte Lithium -Dendriten nicht vollständig, sondern kontrollierte und enthielt ihre Penetration.
In ihren neuesten Forschungen hat das Team weitere Fortschritte gemacht, indem sie mikrometergroße Siliziumpartikel in die Anode einbezogen haben. Dieser Ansatz verkleinert die Lithiationsreaktion und fördert ein gleichmäßiges Elektroplieren von dickem Lithiummetall, wodurch die Bildung von Dendrit effektiv verhindert wird. Darüber hinaus können die Elektroplatten- und Striping -Prozesse auf flachen Oberflächen schnell auftreten, sodass die Batterie in nur 10 Minuten vollständig geladen wird.
In der experimentellen Phase wurden eine Beutelbatterie in der Größe eines Briefmarkens von 10 bis 20 -mal größer als die meisten in Universitätslabors hergestellten Münzbatterien erstellt. Bemerkenswerterweise hielt diese Batterie auch nach 6.000 Zyklen 80% seiner Kapazität und übertraf andere Batterien, die derzeit auf dem Markt sind.
Diese Innovation aus Harvard ist mehr als nur eine akademische Leistung. Es bedeutet einen großen Sprung nach vorne in der Batterie -Technologie. Mit seiner erweiterten Kapazität, Sicherheit und Effizienz haben die von Li und sein Team entwickelte Lithium-Metall-Batterie das Potenzial, die Energiespeicherung und -nutzung zu revolutionieren, insbesondere in Elektrofahrzeugen, und markiert einen erheblichen Meilenstein auf unserer Reise in Richtung einer nachhaltigeren und energieeffizienteren Zukunft.
Postzeit: Jan-12-2024
