22 Jahre Batterieanpassung
APR 14, 2020 Seitenansicht：326
Was ist die neueste Technologie bei Batterien?
Die Art und Weise, wie Batterien hergestellt werden, hat sich seit Jahrzehnten nicht weiterentwickelt. Aber wir stehen kurz vor einer Machtrevolution.
Große Technologie- und Automobilunternehmen sind sich der Einschränkungen von Lithium-Ionen-Batterien nur allzu bewusst. Während Chips und Betriebssysteme immer effizienter werden, um viel Strom zu sparen, beobachten wir immer noch nur ein oder zwei Tage die Verwendung auf einem Smartphone, bevor wir aufladen müssen.
Während es eine Weile dauern wird, bis wir eine Woche mit unseren Handys verbringen, schreitet die Entwicklung gut voran. Wir haben die besten Batterieentdeckungen gesammelt, die wir bald haben könnten, vom drahtlosen Laden bis zum superschnellen 30-Sekunden-Aufladen. Hoffentlich werden Sie diese Technologie bald in Ihren Gadgets sehen.
Forscher der Monash University haben einen Lithium-Schwefel-Akku entwickelt, der ein Smartphone 5 Tage lang mit Strom versorgt und Lithium-Ionen übertrifft. Die Forscher haben diese Batterie hergestellt, haben Patente und damit das Interesse der Hersteller.
IBM Research berichtet, dass eine neue Batteriechemie entdeckt wurde, die frei von Schwermetallen wie Nickel und Kobalt ist und möglicherweise die Leistung von Lithium-Ionen übertrifft. Laut IBM Research wurde diese Chemie noch nie in Kombination mit einer Batterie verwendet und die Materialien können aus Meerwasser gewonnen werden.
Die Leistung des Akkus ist vielversprechend. IBM Research gibt an, dass er in einer Reihe von Bereichen die Leistung von Lithium-Ionen übertreffen kann. Die Herstellung ist billiger, die Ladung ist schneller als bei Lithium-Ionen und die Leistung und Energie sind höher Dichten. All dies ist häufig während einer Batterie mit geringer Entflammbarkeit der Elektrolyte verfügbar.
IBM Research weist darauf hin, dass diese Vorteile die neue Batterietechnologie für Elektrofahrzeuge geeignet machen, und arbeitet unter anderem mit Mercedes-Benz zusammen, um diese Technologie zu einer funktionsfähigen kommerziellen Batterie zu entwickeln.
Panasonic hat in Zusammenarbeit mit Professor Masahiro Fukui von der Ritsumeikan University eine neue Batteriemanagementtechnologie entwickelt, mit der sich Batterien viel einfacher überwachen und den Restwert von Lithiumionen in ihnen bestimmen lassen.
Panasonic gibt an, dass diese Technik das Streben nach Nachhaltigkeit unterstützen wird, indem sie die Wiederverwendung und das Recycling von Lithium-Ionen-Batterien besser verwalten kann.
Sandbatterien sind auch neue Batterien, die in Kürze auf den Markt gebracht werden. Diese alternative Art von Lithium-Ionen-Batterie verwendet Silizium, um eine dreimal bessere Leistung als aktuelle Graphit-Li-Ionen-Batterien zu erzielen. Der Akku bleibt wie der in Ihrem Smartphone lithium-ionen-akku, verwendet jedoch Silizium anstelle von Graphit in den Anoden.
Wissenschaftler an der University of California Riverside konzentrieren sich für kurze Zeit auf Nano-Silizium, aber es hat sich zu schnell abgebaut und ist in großen Mengen schwer zu liefern. Durch die Verwendung von Sand wird es häufig gereinigt, pulverisiert und dann mit Salz und Magnesium gemahlen, bevor es erhitzt wird, um Sauerstoff zu entfernen, der zu reinem Silizium führt. Wir haben diese Forschung ursprünglich im Jahr 2014 aufgegriffen und jetzt kommt sie zum Tragen.
Silanano ist möglicherweise ein Startup für Batterietechnologie, das dieses System zum Stecken bringt und große Investitionen von Unternehmen wie Daimler und BMW getätigt hat. Das Unternehmen gibt an, dass seine Lösung häufig in die bestehende Herstellung von Lithium-Ionen-Batterien integriert wird. Daher ist sie auf eine skalierbare Bereitstellung ausgelegt und verspricht eine Steigerung der Batterieleistung um 20 Prozent oder in naher Zukunft um 40 Prozent.
Welche Batterie wird in Zukunft der Trend sein?
Lithium-Ionen-Technologie
Lithium-Ionen-Batterien verzeichnen seit 20 Jahren einen rapiden Preisverfall. Zwischen 1990 und 2005 sanken die Preise für Unterhaltungselektronik um 90 Prozent und sind seitdem weiter gesunken. Dieser Rabatt beinhaltet eine 11-fache Erhöhung der Akkuspeicherkapazität pro 100 USD seit 2000.
Skalierte Produktion
Die Einführung der Giga-Fabrik von Tesla ermöglicht bis 2020 Lithium-Ionen-Batterien in Elektrofahrzeugen im Wert von 100 USD pro kWh. Mit diesem Preis könnten Sie das Äquivalent einer Tankfüllung für 9,35 USD auffüllen.
Durchflussbatterien
Flow-Batterien kommen gerade erst an den Stecker und funktionieren im Labor nachweislich für fünftausend Ladezyklen oder mehr.
Druckluftspeicher
Das Unternehmen LightSail Energy entwickelt physische Komponenten, die für mehr als 10.000 Ladezyklen ausgelegt sind.
Arbitrage zum Zeitpunkt der Verwendung
Die USA erheben zunehmend Gebühren für die Nutzungsdauer von Strom. Im Moment bedeutet dies, den Verbrauchern einen Kaffeetarif mitten in der Nacht (wenn die Nachfrage gering ist) und einen hohen Tarif am Nachmittag und frühen Abend (wenn die Nachfrage ihren Höhepunkt erreicht) in Rechnung zu stellen.
Welches Batteriematerial ist am beliebtesten?
Bleisäure
Dies sind die am häufigsten verwendeten Batterietypen, die in Kraftfahrzeugen und zur Speicherung von Solarenergie verwendet werden, da sie einen hohen Strom liefern und ihre Kosten vergleichsweise niedrig sind. Sie speichern nur etwa 25 Wattstunden pro kg. Jede Zelle besteht aus Bleielektroden in einer Schwefelsäurelösung. Eine Leitelektrode ist mit Bleioxid beschichtet. Wenn Sie 6 dieser Zellen seriell anschließen, erhalten Sie eine 12-V-Batterie.
Deep-Cycle-Batterien haben dickere Elektroden als hochwertige Starterbatterien. Gelbatterien und versiegelte Blei-Säure-Batterien speichern normalerweise keine Solarenergie für netzferne Anwendungen.
Lithium-Ionen
Lithium-Ionen-Batterien werden in Computern und Unterhaltungselektronik verwendet. Es wird daran gearbeitet, diese aufgrund ihrer höheren Leistungsdichte für andere Anwendungen anzupassen. Sie speichern etwa 150 Wattstunden pro kg. Die Elektroden bestehen aus Lithiumkobaltoxid (LiCoO2), Graphit und festem Lithiumelektrolyten. Die Zellenspannung von Lithiumionenbatterien ist hoch, sie kann bis zu ungefähr 4 V für die Übertragung von Li + von teilweise reduziertem Graphit auf teilweise oxidiertes Lithiumkobaltoxid erreichen.
Die Batterien können bei hohen Temperaturen explodieren. Aktuelle Forschung auf diesem Gebiet betrifft neue Elektrodenmaterialien und Elektrolyte für eine bessere thermische Stabilität bei großen Batterieanwendungen.
Nickel-Metallhydrid
Das Metall, das sich in einer Nickel-Metallhydrid-Batterie befindet, ist ein intermetallisches AB5, wobei A auch eine Seltenerdmischung aus Lanthan, Cer, Neodym, Praseodym sein kann und B Nickel, Kobalt, Mangan und / oder Aluminium ist . Sie speichern etwa 100 Wattstunden pro kg und sind thermisch weitaus stabiler als die Lithium-Ionen-Batterien. Einige wurden für Hybridfahrzeuge entwickelt.
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