El grafeno fabrica baterías Super que se pueden cargar para una vida muy, muy larga.

Los científicos de la Universidad de Zhejiang utilizaron una membrana de grafeno como material positivo para desarrollar un nuevo tipo de batería de aluminio y grafeno. La batería tiene una vida útil muy larga, se puede cargar completamente en un período de tiempo muy corto y puede funcionar correctamente dentro del rango de temperatura de menos 40 grados Celsius a 120 grados. Esta innovación señala direcciones importantes para la aplicación práctica de las baterías de iones de aluminio.

En comparación con las baterías de litio que se utilizan ampliamente en la actualidad, las baterías de iones de aluminio son un nuevo tipo de batería que es mejor en muchos aspectos. De hecho, la clave a utilizar es encontrar materiales de cátodo adecuados. El grupo de tareas del profesor de la serie de polímeros altos de la Universidad de Zhejiang seleccionó el grafeno como un material mágico que ha creado repetidamente nuevos avances. La membrana de grafeno única se preparó como material positivo en un proceso innovador, que mejoró en gran medida el rendimiento general de las baterías de iones de aluminio. La perspectiva de competir con las baterías y supercondensadores de litio convencionales es muy prometedora. Se han publicado artículos relacionados en la revista Science Advances, de renombre internacional. El primer autor del artículo es el Dr. Chen Hao, miembro del grupo de investigación.

Todos los que usan un teléfono inteligente sienten algunos de los defectos obvios de las baterías de litio. Por ejemplo, la duración de la batería es limitada. Muchos teléfonos móviles hacen que los consumidores sientan que la batería no es duradera. Después de uno o dos años de uso, la capacidad de duración de la batería se reduce considerablemente. Otro ejemplo es el rendimiento inestable de la batería a baja y alta temperatura. Algunos teléfonos móviles en el ambiente frío en el noreste del apagado instantáneo, algunos explotaron repentinamente durante la carga, debido al rango de temperatura de trabajo normal de las baterías de litio limitado.

Por el contrario, las baterías de grafeno de aluminio desarrolladas por el magnífico equipo mostraron ventajas obvias. "La capacidad de la batería es su resistencia. Las baterías generales continuarán reduciendo su capacidad a medida que se carguen y descarguen repetidamente. Esto es lo que llamamos 'no duradero'." Las baterías de aluminio-grafeno funcionan bien en este punto ", dijo Xuhanyan , segundo autor y panelista. Este tipo de batería se somete a 250.000 ciclos de carga y descarga, la tasa de carga y descarga sigue siendo tan alta como el 91% y la pérdida de capacidad es muy pequeña. En otras palabras, si un teléfono inteligente usa la batería, se puede cargar incluso 10 veces al día durante casi 70 años.

El rendimiento de duplicación de esta batería de aluminio-grafeno también es muy bueno, lo que demuestra que se puede cargar rápidamente bajo grandes corrientes manteniendo una capacidad específica más alta. "Algunos teléfonos inteligentes ahora también tienen capacidades de carga rápida. Parece que la batería se llena rápidamente y la vida útil real no es larga. Y la nueva batería ahora tiene datos de laboratorio de 1,1 segundos, que es menos que la pérdida de capacidad". muestra que si usa un teléfono móvil en el futuro, es completamente posible cargar durante 5 segundos y hablar durante 2 horas. "

Las baterías de aluminio-grafeno iluminan la cadena de LED con "ZJU120" impreso en él

Las baterías de grafeno de aluminio exhiben un alto rendimiento multiplicador y un ciclo de vida prolongado, similar a los supercondensadores que ahora se utilizan para la puesta en marcha rápida de automóviles. La batería de aluminio-grafeno tiene una mayor densidad de energía, lo que significa que se puede hacer más pequeña y liviana, al tiempo que proporciona energía constante.

En general, las baterías de litio son compactas y ligeras, proporcionando más energía, pero no pueden soportar cargas repetidas y un rendimiento deficiente. Los supercondensadores, por otro lado, son voluminosos y voluminosos. Los dos se utilizan a menudo en conjunto. "Las baterías de grafeno de aluminio no pierden supercondensadores en términos de relación de rendimiento y ciclo de vida, superando con creces las baterías de litio. Aunque existe una brecha en la densidad de energía con las baterías de litio, supera significativamente los supercondensadores". La batería de grafeno de aluminio ha mostrado una cierta ventaja frente a los dos oponentes, baterías de litio y supercondensadores, y se puede llamar una "súper batería", dijo Gao.

La batería no se quema con el calor.

Las baterías de aluminio-grafeno también tienen algunas otras baterías que no tienen parangón. A una temperatura baja de menos 40 grados, la batería de aluminio-grafeno todavía puede cargar y descargar de manera constante 1,000 veces, la temperatura alta a 100 grados y la carga y descarga estables 45,000 veces. Incluso si el núcleo está expuesto a Yuhuoyan, no se incendiará ni explotará. Este amplio rango de temperatura sienta las bases para el uso futuro de baterías de iones de aluminio en condiciones extremas de temperatura. Esta batería también tiene una buena flexibilidad y su capacidad se mantiene completamente después de 10,000 curvas, lo que demuestra su potencial de aplicación en dispositivos electrónicos flexibles portátiles.

El excelente desempeño de la "superbatería" proviene de la excelente microestructura de la membrana de grafeno como material positivo y su desempeño macroscópico. Muchas de las propiedades importantes de la batería dependen de la medida en que los electrones y los iones puedan fluir sin problemas entre los polos positivo y negativo. En comparación con otros materiales positivos, la película de grafeno preparada por el magnífico grupo de tareas tiene defectos de celosía de alta calidad, alta orientación y canales continuos, al igual que las carreteras que se extienden en todas las direcciones, lo que permite que los electrones y los iones viajen sin obstáculos.

En el campo de la investigación de baterías de iones de aluminio, el profesor Daihongjie de la Universidad de Stanford realizó un trabajo pionero, en primer lugar para lograr baterías de iones de aluminio con mayor capacidad y ciclos más largos. El profesor Yuyan de la Universidad de Ciencia y Tecnología de China ha realizado baterías de iones de sodio ultrarrápidas y de ciclo largo. Los avances aportados por excelentes equipos han hecho que la aplicación de baterías de aluminio en sistemas de almacenamiento de energía de alta potencia sea más prometedora. El soberbio dijo que también es necesario ver que el polo positivo actual tiene más margen de mejora que la capacidad, el voltaje de salida y la carga superficial. La densidad de energía no es suficiente para competir con las baterías de iones de litio. En el futuro, es necesario seguir mejorando la densidad de energía sobre la base de mantener una alta densidad de potencia. Además, los electrolitos líquidos iónicos clásicos actuales son más caros y, si se pueden encontrar electrolitos más baratos, las perspectivas comerciales de las baterías de iones de aluminio serán más amplias.

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