Introducción de 12 nuevas tecnologías de batería

Guía: todavía tenemos muchas baterías nuevas que están listas para romper el patrón. Echemos un vistazo a la nueva tecnología de batería.

La batería de litio OFweek es un dispositivo que convierte la energía generada por una reacción química directamente en energía eléctrica. Tiene voltaje estable, corriente estable, fuente de alimentación estable durante mucho tiempo, poca influencia del mundo exterior, estructura simple, transporte conveniente, operación de carga y descarga simple y conveniente, rendimiento estable y confiable, y brinda mucha conveniencia a los modernos vida social.

En 1800, el científico italiano Volta fabricó un volumen diferente de metal y electrolito para hacer una pila Volta, que se considera el primer dispositivo de suministro de energía en la historia de la humanidad. Los seres humanos han inventado baterías de plomo-ácido, baterías secas de zinc-dióxido de manganeso con NH4Cl como electrolito, baterías de cadmio-níquel, almacenamiento de hierro-níquel, baterías alcalinas de zinc-manganeso y baterías de iones de litio.

A medida que el tema de la explosión del Samsung Note7 continúa fermentando, la batería detrás de escena se ha convertido una vez más en el centro de nuestra atención. Inevitablemente, a mucha gente le preocupa que tengamos que trabajar con baterías de litio con un rendimiento cercano al límite durante mucho tiempo. La respuesta es, por supuesto, no. De hecho, todavía tenemos muchas baterías nuevas que están listas para romper el patrón. Echemos un vistazo a la nueva tecnología de batería.

1, debut con batería súper doméstica

Recientemente, Extreme Power Technology (Tianjin) Co., Ltd. demostró una súper batería con una duración de batería y capacidad de carga, que es de solo 3-5 minutos.

En la imagen, podemos ver que la batería tiene un diseño cilíndrico y está ordenadamente dispuesta en una fila. Este diseño asegura que haya un espacio en el medio de cada batería para facilitar la disipación del calor.

Wei Wei, presidente de Extreme Power, dijo que esta súper batería se usa principalmente en el autobús y la grúa que levanta el contenedor en el muelle. Un autobús eléctrico necesita 297 baterías.

Dijo: "Nuestra batería es una batería de níquel e hidruro metálico. Aunque no es tan delgada o liviana como una batería de litio en términos de tamaño y peso, definitivamente es superior a las baterías de litio en términos de seguridad y capacidad de carga".

Se entiende que en el caso de una temperatura normal de 20-40 ° C, la súper batería se carga una vez durante 3-5 minutos y la vida útil es de 5-8 años. Cuando el vehículo está en el vehículo eléctrico híbrido, la súper batería puede recuperar energía cada vez que el vehículo frena, es decir, se puede cargar automáticamente. Se estima que después de usar una súper batería, la economía de combustible de un autobús eléctrico híbrido puede alcanzar aproximadamente el 40%.

Además, la seguridad de la batería es mejor que la de las baterías de litio. Las superbaterías han sido sometidas a una serie de experimentos como punzonado, extrusión, alta temperatura, caídas, etc., y no serán tan explosivas como las baterías de litio.

2, se acerca la batería de magnesio comercial de Honda

Recientemente, Honda Motor Co., Ltd. y un equipo de investigación y desarrollo han trabajado juntos para desarrollar la primera batería recargable de magnesio práctica del mundo. Se entiende que el costo del magnesio es un 96% más bajo que el del litio. Además, la duración de la batería es más larga. Los medios japoneses informaron que la nueva batería podría convertirse en un producto disruptivo. Después de instalar una batería nueva, el teléfono inteligente y otros dispositivos se pueden cargar una vez. Tiene una mayor duración de la batería.

Según los informes, las principales actividades de investigación y desarrollo son el Centro de Tecnología Industrial de Saitama (Saitec), y el equipo de I + D de Honda evaluó la viabilidad de la batería en Heguang. Los desarrolladores esperan que las baterías de magnesio estén disponibles comercialmente en teléfonos inteligentes y otros dispositivos portátiles. Los desarrolladores de baterías de magnesio esperan vender sus productos para 2018. Honda Motors y el equipo de Saitec presentarán la batería en la Conferencia Científica en Chiba (cerca de Tokio, Japón) el próximo mes.

Se entiende que los investigadores utilizaron magnesio en baterías recargables para encontrar las mismas dificultades. Durante la carga, descarga y descarga, el rendimiento de carga del magnesio se degradará rápidamente. En base a esto, los investigadores han desarrollado un nuevo material, óxido de vanadio, que se aplicará al electrodo positivo, lo que facilita el flujo de iones entre los electrodos negativos de óxido de vanadio y magnesio. El óxido de vanadio puede aumentar la cantidad de veces que se carga el magnesio y prevenir la descomposición. Para mejorar la seguridad, los investigadores agregaron una sustancia orgánica que reduce el riesgo de incendio en las baterías de magnesio.

3, batería de litio y azufre

Recientemente, el Instituto de Investigación de Tecnología Industrial de Japón anunció que ha desarrollado conjuntamente una batería de litio y azufre con la Universidad de Tsukuba. Al utilizar una estructura organometálica como separador de batería, ha logrado características de ciclo de carga-descarga estables a largo plazo. Según los informes, la batería de litio-azufre puede mantener una capacidad de carga de hasta 900 mAh / g después de realizar 1500 ciclos de la densidad de corriente de 1 C (valor de corriente al final de la descarga después de 1 hora de descarga de corriente constante).

Una batería de litio-azufre que utiliza azufre como electrodo positivo de una batería de litio tiene una alta capacidad de electrodo positivo (el valor teórico es 1675 mAh / g) y se espera que sea una batería de nueva generación. En el primer vuelo de la aeronave con energía solar en 2008, se utilizaron baterías de litio y azufre. Durante el día, los paneles fotovoltaicos de la aeronave alimentada por energía solar solo proporcionaron capacidad de vuelo y cargaron baterías de litio y azufre para mantener la energía requerida para el vuelo nocturno.

4, batería de litio sólida

La principal diferencia entre una batería de litio de estado sólido y una batería de iones de litio convencional es que reemplaza un electrolito orgánico convencional por un electrolito sólido. Las baterías recargables de iones de litio convencionales que utilizan electrolitos orgánicos pueden provocar un calentamiento del electrolito debido a anomalías como sobrecarga y cortocircuitos internos, y pueden provocar una combustión espontánea o incluso una explosión. Las baterías de litio de estado sólido que utilizan electrolitos sólidos no solo mejoran en gran medida la seguridad, sino que también mejoran en gran medida su vida útil y densidad de energía.

Dado que la batería de litio sólida no contiene líquido en el interior, elimina cualquier problema de fuga de líquido, y el volumen y el peso se reducen en comparación con la batería de litio convencional, y la adaptabilidad es más fuerte. Estas ventajas son muy beneficiosas para el almacenamiento y la nueva energía de la batería de litio sólida. Aplicación en el campo de los vehículos energéticos. En la actualidad, la investigación y la industria están desarrollando y produciendo baterías de litio sólidas, y las consideran los productos de baterías de nueva generación más prometedores.

5, la nueva batería de flujo

La batería de flujo es más grande que las baterías recargables de uso convencional porque la batería de flujo tiene una forma y función diferentes a las de una batería de iones de litio común. En la unidad de batería de flujo, el electrolito líquido circula en dos cajas de contenedores, y las dos cajas están separadas por una membrana. La transferencia de iones a través de la película logra la transferencia de carga, y todo el proceso es similar al de una celda de combustible de hidrógeno. La batería de flujo tiene mayor seguridad que la batería de iones de litio. Incluso si se deja mucho tiempo, la energía eléctrica no se perderá, por lo que es apto para almacenar energías renovables como la solar y la eólica.

Los investigadores del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico (PNNL) han desarrollado una nueva batería de flujo orgánico que utiliza moléculas sintéticas sostenibles y de bajo costo, que son aproximadamente un 60% menos costosas que las baterías de flujo de vanadio comunes. Esto también hace que la nueva batería de flujo tenga una gran ventaja en el campo del almacenamiento de energía.

6, batería de metal líquido

Una batería de metal líquido convierte la energía química en energía eléctrica a través de una reacción redox de un metal líquido. La liquidez del metal es la característica de la batería. La batería de metal líquido tiene una alta tasa de carga y descarga y la escalabilidad del sistema de batería. Esto también permite que la batería de metal líquido cumpla con las aplicaciones de energía y potencia. El almacenamiento de energía a gran escala tiene amplias perspectivas de aplicación.

Un equipo de investigadores del Instituto de Tecnología de Massachusetts ha desarrollado un nuevo sistema de batería de metal totalmente líquido que es económico y tiene una larga vida útil. Según el equipo de investigación, el dispositivo permite que la energía renovable eólica y solar compita con las fuentes de energía tradicionales.

7, batería de hoja verde

Un equipo de investigadores de la Universidad de Maryland desarrolló recientemente un material nuevo y económico que actuará como negativo en una nueva generación de baterías. En el experimento, el equipo descubrió que después de que las hojas de roble se calentaran a 1000 grados Celsius, su estructura basada en carbono colapsaría y luego el material restante podría contener el electrolito. En este momento, el equipo está probando otros materiales naturales, incluida la tierra de turba y la cáscara de plátano.

8, batería de grafeno de carga rápida

Como todos sabemos, la vida útil de la batería se acortará gradualmente a medida que aumente el número de cargas y descargas, y los investigadores de la Universidad Tecnológica de Swinburne en Australia están tratando de resolver este problema. Han desarrollado una nueva batería de grafeno que no solo tiene una capacidad de carga súper rápida (unos segundos), sino que también tiene una durabilidad muy duradera. El desarrollador tiene toda una vida. El uso de materiales de grafeno supera todas las deficiencias de las baterías tradicionales y también es ecológico y económico.

9, la batería de azúcar

El equipo de Virginia Tech desarrolló una batería hecha de azúcar, que tiene la ventaja de una duración superior de la batería. Los investigadores aislaron la maltosa del azúcar, que es la fuente de energía de esta nueva batería. Cuando la sacarina de malta entra en contacto con el aire, la batería libera electrones para generar electricidad. Debido al bajo contenido de azúcar y al gran volumen de existencias, esta nueva batería es menos costosa y, lo más importante, tiene propiedades degradables.

10, batería de nanocables no mala

La batería fue descubierta de manera completamente involuntaria por el personal de I + D de la Universidad de California, lo que inutilizó la batería de litio tradicional. El personal de I + D fabricó nanocables en oro y luego los combinó con nuevos materiales. Esta combinación aumentó en gran medida el número de veces que se cargó y descargó la batería, y el rendimiento de la batería no disminuyó con el aumento del número de veces que se cargó.

11, batería de autodestrucción

La batería autodestructiva no está dirigida al mercado masivo, pero se puede utilizar en áreas especiales, y también supera el problema de la anterior batería desechable contaminando el medio ambiente. Desarrollada por la Universidad Estatal de Iowa, esta batería se utiliza principalmente con fines militares y puede detonarse con luz, calor o líquido. Además, incluso si entra al agua después de la detonación, no contaminará el cuerpo de agua.

12. Batería de salmuera comestible

Esta batería ha llevado al extremo el concepto de protección del medio ambiente. Para hacerse un nombre para su propia batería, Wittke de Aquion Energy en realidad tomó una batería y se la comió (definitivamente no es muy buena). Los componentes de esta batería están hechos de materiales bioderivados, que pueden ser polvo, algodón, carbón o agua salada antes de transformarse en baterías. Sin embargo, esta batería no está diseñada para dispositivos móviles. Es un "gran negocio", como una fuente de energía de respaldo para un hogar o una empresa, y energía eólica o solar respetuosa con el medio ambiente.

resumen

Las baterías de iones de litio también tienen grandes limitaciones en términos de utilidad, como densidad de energía, seguridad y costo. Se cree que con el desarrollo de nuevas tecnologías, las nuevas baterías en el futuro continuarán compitiendo con las baterías de iones de litio en el mercado. Por supuesto, la batalla del mercado por baterías nuevas y viejas puede llevar algún tiempo, pero en el futuro, la nueva tecnología de baterías brindará una experiencia más segura a un costo menor.