APR 30, 2019 Seitenansicht:310
Der Prozess der Energienutzung in der menschlichen Gesellschaft von vor 4 Milliarden Jahren bis zur industriellen Revolution vor 200 Jahren ist die Verwendung der Photosynthese. Während Watt die Dampfmaschine erfand, die Verbrennungsmaschine der zweiten industriellen Revolution, begann der Mensch, fossile Energie wie Kohle und Öl zu nutzen. In jüngster Zeit haben die Menschen auf die umfassende Nutzung von Energie geachtet, die eine effiziente Sammlung, Speicherung und den Transport von Energie erfordert.
Der Mensch sammelt die gesamte Energie, die zuerst in Elektrizität umgewandelt wird. Die Speicherung elektrischer Energie hat bei der Nutzung von Energie, die von elektrochemischen Geräten dominiert wird, von Kondensatoren über Batterien, Brennstoffzellen bis hin zu Superkondensatoren, höchste Priorität. Unterschiedliche Anwendungen verwenden unterschiedliche elektrochemische Geräte.
Professor Lu Yunfeng sagte im "Intellectual Energy International Forum", dass die Batterietypen unterschiedlich sind, aber der Zweck darin besteht, dasselbe Ziel zu erreichen. Sie möchten die Leistung erhöhen, die Kapazitätsdichte erhöhen und die Lebensdauer verlängern. Wie bekommen Sie die Batterie fertig? Wenn man zur Natur zurückkehrt, versteht man, dass die Photosynthese der primitivste Prozess der Energieumwandlung auf der Erde ist.
Sonnenlicht zerlegt Wasser in Elektronen und Protonen auf Chlorophyll, Elektronen haben Elektronenkanäle und Protonen haben Protonenkanäle. Durch interne Synthese wird Kohlendioxid in ein Kohlenwasserstoffmaterial umgewandelt. Das Wichtigste bei diesem Prozess sind unabhängige Protonen und Elektronenkanäle.
Dies gilt auch für Lithiumbatterien. lithium-ionen-batterien sind das erste Lithium-Eisenphosphat, das Graphit enthält. Graphit für die negative Elektrode und Lithiumeisenphosphat für die positive Elektrode. Während der Entladung verliert das im Graphit eingebettete Lithium Elektronen und verwandelt sich in Lithiumionen, die ausgehen und mit Lithiumeisenphosphat in Eisenphosphat umgewandelt werden.
Die Beziehung zwischen Lithiumionen und Elektronen ist voneinander abhängig. Ohne Elektronen gibt es kein Ion. Ohne Ionen gibt es kein Elektron. Die langsamere Geschwindigkeit zwischen den beiden bestimmt die Leistung der Batterie. Darüber hinaus beeinflusst die Stabilität des Lithiumionenkanals und der leitenden Leitung die Batterielebensdauer.
Aus diesem Prozess ist ersichtlich, dass es wichtig ist, eine Lithium-Ionen-Batterie in eine Batterie mit hoher Energiedichte, hoher Leistung und langer Lebensdauer einzubauen und einen effizienten und stabilen Ionenelektronenkanal aufzubauen.
Der Aufbau effizienter und unabhängiger Ionenelektronenkanäle kann aus Materialien hart arbeiten. Lithium-Ionen-Batteriematerialien weisen im Allgemeinen eine schlechte Leitfähigkeit auf, während eine Kohlenstoffbeschichtung die Leitfähigkeit erhöhen kann; Die Leitfähigkeit von Lithiumionen ist nicht gut genug, die Partikel können klein gemacht werden, so dass sich Lithiumionen nicht zu weit bewegen müssen, weshalb der Grund, warum das Lithium-Power-Batterieelektrodenmaterial auf dem Markt immer kleiner wird, in Zusätzlich können die kleinen Partikel die Struktur stabiler machen.
Derzeit ist die Forschungsrichtung von Lithiumbatterien weitgehend dieselbe. Für das Elektrodenmaterial sind auch leitfähige Ionen erforderlich. Die Lösung für die Forschung besteht darin, Graphen, eines für Kohlenstoffröhren und natürlich andere Kohlenstoffmaterialien zu verwenden. Dann wird das Material zu Nanopartikeln verarbeitet oder die Nanodrähte werden mit den Kohlenstoffröhren kombiniert, so dass der Prozess des Leitens der Ionen realisiert wird und die Struktur stabil gemacht werden kann.
Am Beispiel von Nanodrähten sind Nanodrähte und Verbundstrukturen mit Kohlenstoffrohren sehr leitfähig und ausgezeichnete Materialien für Superkondensatoren. Um die Ionisation zu beschleunigen, wird auch Vanadiumpentoxid verwendet, ein Schichtmaterial, das viel Platz für sich hat, und wir können den Schichtabstand von 0,35 nm auf 0,45 nm weiter erhöhen. Lithiumionen laufen schneller. Dieser Verbundstoff kann nicht nur als Material für Superkondensatoren, sondern auch als Material für Natriumbatterien und Natriumkondensatoren verwendet werden. Schließlich ist Natrium billiger und die Reserven sind viel mehr als Lithium.
Nanopartikel sind auch die gleichen, aber mehr Forschung. Neben dem direkten Mischen von Nanopartikeln mit Kohlenstoffröhren besteht eine weitere Methode darin, kleine Nanopartikel zu Kugel- und Kohlenstoffröhren zusammenzusetzen. Eine solche Struktur ermöglicht es der Batterie, eine höhere Vergrößerung und eine längere Lebensdauer zu haben.
Es ist erwähnenswert, dass Nanopartikel häufig lipophil gemacht werden, dh natürlich wasserabweisend. Die andere ist hydrophil, was eine spezielle Behandlung erfordert. Normalerweise ist das Kohlenstoffröhrchen leicht an Acrylsäure zu adsorbieren, so dass, wenn das Nanopartikel mit dem Kohlenstoffröhrchen kombiniert wird, das Kohlenstoffröhrchen zuerst mit etwas Acrylsäure adsorbiert werden kann.
Darüber hinaus gibt es eine einfachere Methode, die als Sprühtrocknung bezeichnet wird. Das heißt, die Nanopartikel, Kohlenstoffrohre oder leitfähigen Materialien werden direkt sprühgetrocknet, um einzelne Partikel zu bilden. Dies hat den Vorteil, dass während des Sprühvorgangs das Kohlenstoffrohr hervorsteht, um mit dem Material wie Eisenoxid eine spezielle Struktur zu bilden, so dass die Außenseite des Materials nicht elektrisch leitend ist, während die Innenseite eine gute elektrische Leitfähigkeit aufweist. Dieses technische Prinzip ist so einfach zu industrialisieren wie gesprühtes Milchpulver.
Das Batteriematerial hat nicht nur positive und negative Elektroden, sondern der Elektrolyt ist auch äußerst kritisch. Derzeit haben Forscher ein Additiv entwickelt, das die negativen Ionen im Elektrolyten realisieren kann und nur die positiven Ionen bewegen. Infolgedessen nimmt die Bewegungsgeschwindigkeit der Lithiumionen geometrisch zu, und der akku kann mit hoher Geschwindigkeit geladen und entladen werden, um ein schnelles Laden zu erreichen.
Die Seite enthält den Inhalt der maschinellen Übersetzung.
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