Објашњено: Како истраживање ИИТ-а може побољшати перформансе литијум-јонске батерије

Истраживачи из ИИТ Гувахати развили су технику која може прецизно проценити једно од најважнијих унутрашњих стања батерије познато као СОЦ, скраћено за стање напуњености.

Истраживачи покушавају да пронађу алтернативе или начине да побољшају литијум-јонске батерије. (Репрезентативна слика)

Истраживачи из ИИТ Гувахати развили су технику за побољшање перформанси пуњивих литијум-јонских батерија, које напајају већину преносивих уређаја који се данас користе. Њихови налази су објављени у часопису ИЕЕЕ Ксплоре прошлог месеца.

билтен| Кликните да бисте добили најбоља објашњења дана у пријемном сандучету

Шта су литијум-јонске батерије?

Нобелова награда за хемију за 2019. заједнички је додељена Стенлију Витингему, Џону Гуденофу и Акири Јошину за рад који је довео до развоја литијум-јонских батерија , који се користе у већини мобилних телефона, паметних телефона, таблета, лаптопова и повер банкова, између осталих уређаја. Прву комерцијално одрживу Ли-јонску батерију креирао је Иосхино 1985. године, који је развио рад Вхиттингхама и Гооденоугха. Краљевска шведска академија наука напомиње да су темељи литијум-јонске батерије постављени током нафтне кризе 1970-их, отприлике у то време Витингем је почео да ради на развоју метода које би могле да доведу до енергетских технологија без фосилних горива.

Данас већина електричних возила (ЕВ) такође користи литијум-јонске батерије, али полако достижу своје теоријске границе да могу да обезбеде отприлике до 300 вати сата по килограму енергије. Ове батерије се такође могу користити за складиштење соларне енергије и енергије ветра, што значи да је уз њихову широку употребу могуће чак и живети у друштву без горива.

Упркос томе, неки од недостатака литијум-јонских батерија укључују њихову подложност прегревању и подложност оштећењу при високим напонима пошто су направљене од запаљивих и запаљивих материјала. Такве батерије такође почињу да губе свој капацитет током времена - на пример, батерија за лаптоп који се користи неколико година не функционише тако добро као нова.

Дакле, шта су истраживачи сада развили?

Истраживачи из ИИТ Гувахати развили су технику која може прецизно проценити једно од најважнијих унутрашњих стања батерије познато као СОЦ, скраћено за стање напуњености. СОЦ одражава преостали капацитет батерије, то је колико се више пуњења може повући из батерије пре него што се потпуно испразни. Познавање преосталог капацитета помаже да се оптимизује искоришћеност капацитета батерије, спречи прекомерно и недовољно пуњење батерије, продужава њен животни век, смањује трошкове и обезбеђује безбедност батерије и њеног окружења, наводи се у саопштењу за штампу које је издао ИИТ Гувахати.

Да бисте побољшали животни век батерије и оптимизовали њен капацитет, важно је тачно предвидети њена различита стања. Једна од тих држава је и СПЦ, што је до сада било тешко проценити. Кроз свој рад, истраживачи су предложили приступ који избегава прецењивање и стога помаже у вршењу тачних мерења.

Постоје ли алтернативе Ли-јонским батеријама?

Истраживачи су покушавали да пронађу алтернативе или начине да побољшају ове батерије. У 2019, Лабораторија за примењену физику Џонса Хопкинса развила је литијум-јонску батерију која се не запали.

Раније у јануару 2020, истраживачи из Аустралије су тврдили да су развили најефикаснију литијум-сумпорну (Ли-С) батерију на свету, способну да напаја паметни телефон пет непрекидних дана — што је еквивалент електричном аутомобилу који може да пређе раздаљину од преко 1.000 км.

Док се материјали који се користе у Ли-С батеријама не разликују од оних у Ли-јонским батеријама, аустралијски истраживачи су реконфигурисали дизајн сумпорних катода (врста електричног проводника кроз који се крећу електрони) како би се прилагодили већем напрезању без пада у укупни капацитет.

Ли-С батерије се генерално сматрају наследницима Ли-јонских батерија због ниже цене производње, енергетске ефикасности и побољшане безбедности. Њихова цена производње је нижа јер је сумпор у изобиљу доступан.

Упркос томе, било је одређених потешкоћа када је у питању комерцијализација ових батерија, углавном због њиховог кратког животног циклуса и лоших тренутних могућности напајања.

Подели Са Пријатељима: