Stanford: Smanjili smo težinu kolektora struje u litijum-jonskim ćelijama za 80 procenata. Gustina energije se povećava za 16-26 posto.

Naučnici sa Univerziteta Stanford i Stanford Linear Accelerator Center (SLAC) odlučili su smanjiti litijum-jonske ćelije kako bi smanjili njihovu težinu i tako povećali pohranjenu gustinu energije. Da bi to učinili, preradili su nosive slojeve prema van: umjesto širokih limova od bakra ili aluminija, koristili su uske metalne trake, dopunjene slojem polimera.

Veća gustina energije u Li-ion bez velikih investicionih troškova

Svaka Li-ion ćelija je valjak koji se sastoji od sloja punjenja-pražnjenja/pražnjenja, elektrode, elektrolita, elektrode i kolektora struje tim redoslijedom. Vanjski dijelovi su metalna folija od bakra ili aluminija. Oni dozvoljavaju elektronima da napuste ćeliju i da se vrate u nju.

Naučnici sa Stanforda i SLAC-a odlučili su se fokusirati na kolekcionare, jer njihova težina često iznosi nekoliko desetina posto težine cijele veze. Umjesto bakrenih limova koristili su polimerne filmove s uskim bakrenim trakama. Pokazalo se da je moguće smanjiti težinu kolektora i do 80 posto:

Klasična cilindrična litijum-jonska ćelija je dugačka rola koja se sastoji od nekoliko slojeva. Naučnici sa Stanforda i SLAC-a smanjili su slojeve koji prikupljaju naelektrisanja i provode ih - kolektore struje. Umjesto bakrenih limova, koristili su polimer-bakar limove obogaćene nezapaljivim hemikalijama (c) Yusheng Ye / Univerzitet Stanford

To nije sve: polimeru se mogu dodati hemijska jedinjenja koja sprečavaju paljenje, a onda je manja zapaljivost elemenata praćena manjom težinom:

Stanford: Smanjili smo težinu litijum-jonskih pantografa za 80 posto. Gustina energije se povećava za 16-26 posto.

Zapaljivost bakarne folije koja se koristi u klasičnoj litijum-jonskoj ćeliji i kolektoru koji su razvili američki istraživači (c) Yusheng E / Univerzitet Stanford

Istraživači kažu da reciklirani sakupljači mogu povećati gravimetrijsku gustinu energije ćelija za 16-26 posto (= 16-26 posto više energije za istu jedinicu mase). To znači da baterija iste veličine i gustine energije može biti 20 posto lakša od struje.

U prošlosti su se pokušavali optimizirati rezervoar, ali njihova promjena je dovela do neočekivanih nuspojava. Ćelije su postale nestabilne ili je bio potreban [skuplji] elektrolit. Čini se da varijanta koju su razvili naučnici sa Stanforda ne predstavlja takve probleme.

Ova poboljšanja su u ranim istraživanjima, tako da ne očekujte da će se pojaviti na tržištu prije 2023. Međutim, izgledaju obećavajuće.

Treba dodati da Tesla ima i zanimljivu ideju da prikupi naboj metalnih slojeva. Umjesto da koristi tanke bakrene trake po cijeloj dužini rolne i izvuče ih samo na jednom mjestu (u sredini), odmah ih izvlači pomoću preklopljenog reznog ruba. To čini da se naboji kreću na mnogo manju udaljenost (otpor!), a bakar pruža dodatni prijenos topline prema van:

Stanford: Smanjili smo težinu litijum-jonskih pantografa za 80 posto. Gustina energije se povećava za 16-26 posto.