Unsa ang flexible solid state nga mga baterya?

Usa ka grupo sa mga internasyonal nga siyentista nakamugna og bag-ong matang sa solid-state nga baterya nga makadugang sa sakup sa mga de-koryenteng sakyanan ug makapugong sa sunog sa mga laptop ug smartphones. Gihulagway sa mga tagsulat ang ilang mga nahibal-an sa Advanced Energy Materials. Pinaagi sa pag-ilis sa mga likido nga electrolyte nga gigamit sa naandan nga rechargeable nga mga baterya nga adunay 'solid', nga mga seramik makahimo sila og mas epektibo, malungtaron nga mga baterya nga labi ka luwas nga gamiton. Ang mga tigdukiduki naglaum nga kini nga mga bentaha makahatag sa dalan alang sa mas episyente, mas berde nga mga baterya alang sa tanang matang sa mga himan lakip na ang mga de-koryenteng sakyanan.

Ang mga tagsulat sa pagtuon, gikan sa US ug UK, nagsuhid sa mga alternatibo sa mga likido nga electrolyte sa mga baterya sa lithium ion sa dugay nga panahon. Sa 2016 gipahibalo nila ang pag-uswag sa usa ka solid-state nga baterya nga mahimong molihok sa sobra sa doble sa boltahe sa naandan nga mga selyula sa lithium ion, apan adunay parehas nga kahusayan.

Samtang ang ilang labing bag-o nga laraw nagrepresentar sa usa ka hinungdanon nga pag-uswag sa kini nga una nga bersyon, ang tigdukiduki nga si Propesor Donald Sadoway gikan sa MIT nag-ingon nga adunay pa lugar alang sa pag-uswag: "Ang pagkab-ot sa taas nga ionic conductivity sa mga seramik nga materyales sa taas nga temperatura mahimong lisud," siya mipasabut. "Kini usa ka kalampusan nga kalampusan." Ang mga tigdukiduki naglaum nga pagkahuman sa pagsulay niini nga mga gipaayo nga mga baterya mapamatud-an nga angay alang sa mga de-koryenteng salakyanan o bisan sa pagpaandar sa mga eroplano.

Sa solid nga estado nga mga baterya ang kadaot tungod sa sobrang kainit gipugngan pinaagi sa paggamit sa mga seramik nga electrolyte imbes nga masunog, likido. Kung ang baterya nadaot ug nagsugod sa sobrang kainit sa mga ceramic electrolyte chars imbes nga magdilaab, nga makapugong niini nga masunog. Ang mga pores sa istruktura niining mga solid nga materyales makapahimo usab kanila sa pagdala sa usa ka mas taas nga load sa electrical charge uban sa mga ion nga naglihok pinaagi sa usa ka extended network sulod sa solid.

Kini nga mga bahin nagpasabut nga ang mga siyentista nakahimo sa pagpataas sa boltahe ug kapasidad sa ilang mga baterya kung itandi sa adunay sulud nga masunog nga likido nga mga electrolyte. Sa pagkatinuod, miingon si Propesor Sadoway: "Among gipakita ang usa ka lithium-air cell nga adunay 12 volts nga naglihok sa 90 degrees C [194°F]. Mas taas kana kay sa nakab-ot ni bisan kinsa."

Kini nga bag-ong disenyo sa baterya adunay uban pang mga potensyal nga bentaha sa mga masunog nga electrolyte, lakip ang kamatuoran nga ang mga seramik nga electrolyte sa kasagaran mas lig-on kaysa sa mga organiko. "Ang katingad-an nga butang mao kung giunsa kini nagtrabaho," ingon ni Propesor Sadoway. "Nakuha namon ang daghang kusog gikan sa kini nga selyula kaysa among gibutang niini."

Kini nga kalig-on mahimong magtugot sa mga tiggama sa pag-pack sa daghang mga solid-state nga mga selyula ngadto sa mga laptop o mga de-koryenteng sakyanan nga dili kinahanglan nga mabalaka mahitungod sa sobra nga kainit niini, nga naghimo sa mga himan nga mas luwas ug nagpalugway sa ilang functional nga kinabuhi. Sa pagkakaron, kung kini nga mga matang sa mga baterya mag-overheat sila adunay risgo nga masunog - sama sa bag-o lang nahitabo sa Samsung Galaxy Note 7 nga telepono. Ang moresulta nga siga dili mokaylap tungod kay wala’y hangin sa sulod sa mga selyula aron mapadayon ang pagkasunog; sa pagkatinuod, sila dili makahimo sa pagkaylap sa unahan sa dapit sa unang kadaot.

Kini nga mga solid nga materyales usab dugay kaayo; Sa kasukwahi, pipila ka mga pagsulay sa paghimo sa lithium ion nga mga baterya nga adunay mga flammable liquid electrolytes, nga naglihok sa mas taas nga temperatura (labaw sa 100 ° C) kanunay nga nasunog pagkahuman sa 500 o 600 nga mga siklo. Ang mga seramik nga electrolyte makasugakod sa labaw pa sa 7500 nga mga siklo sa pag-charge/discharge nga dili masunog.

Ang bag-ong mga nahibal-an mahimo’g hinungdanon kaayo alang sa pagpalapad sa sakup sa mga EV ug pagpugong sa mga sunog sa smartphone. Sumala sa Sadoway: "Ang mga tigulang nga henerasyon sa mga baterya adunay lead acid [salakyanan] starter batteries. Sila adunay usa ka mubo nga range apan sila hilabihan ka kasaligan, "siya miingon nga midugang nga ang ilang wala damha nga kahuyang mao nga "kon kini mas init kay sa mga 60 ° C unya kini masunog."

Ang karon nga mga baterya sa lithium ion, gipasabut niya, usa ka lakang gikan niini. "Sila adunay usa ka taas nga range apan sila mahimong madaot sa grabe nga overheating ug pagdakup sa kalayo," ingon niya nga midugang nga ang bag-ong solid-state nga baterya mahimo nga usa ka "fundamental breakthrough" tungod kay kini mahimong mosangpot sa mas kasaligan, mas luwas nga mga himan.

Ang mga siyentista sa MIT naghunahuna nga kini nga teknolohiya mahimo’g molungtad og lima ka tuig aron mahimong kaylap nga magamit apan bisan sa sayo pa sa sunod tuig nanghinaut sila nga makita kini nga mga klase sa mga baterya nga gitaod sa mga smartphone gikan sa dagkong mga tiggama sama sa Samsung o Apple. Namatikdan usab nila nga adunay daghang komersyal nga gamit alang sa kini nga mga selyula gawas sa mga telepono, lakip ang mga laptop ug mga de-koryenteng salakyanan.

Bisan pa, si Propesor Sadoway nagpasidaan nga aduna pa'y pipila ka paagi nga adtoon sa dili pa mahingpit ang teknolohiya. "Kami adunay usa ka cell nga maayo kaayo tan-awon apan kini sayo kaayo nga mga adlaw ... Wala pa kami makahimo og mga selyula nga adunay dako nga sukod, high-power density electrodes."

Nagtuo si Sadoway nga kini nga kauswagan kay madawat dayon tungod kay kini adunay potensyal dili lamang sa pag-fuel sa mga EV nga adunay labi ka daghan nga sakup apan mahimo usab nga mapugngan ang mga sunog sa smartphone. Tingali ang labi ka katingad-an mao ang iyang panagna nga ang mga solidong baterya sa estado mahimong magamit sa tanan nga wala’y lima ka tuig kung ang kadaghanan sa mga tiggama kombinsido sa ilang kaluwasan ug kasaligan.