固态电池设计工具;量子电池;纤维电池。
固态电池的设计工具
橡树岭国家实验室设计了一个新工具旨在加速高能量的固态电池的发展。
工具,称为固态电池性能分析器和计算器(SolidPAC),使研究人员能够评估的影响电池固态电池的电池组件设计和选择。它可以用来量化化学,密度和给定的技术成本。
图1:SolidPAC固态电池性能分析器和计算器工具包。来源:橡树岭国家实验室
它铺平了道路向期待已久的新一代的固态电池的发展,多年来一直在进行。
今天,锂电池的主流能源技术是手机,笔记本电脑,电池动力汽车和混合动力汽车。锂离子电池由一个阳极、阴极和其他组件。简而言之,锂离子从正极移动到负极,导致电池充电或放电。
在这个过程中,少量的氧气逃离。随着时间的推移,这可以减少电池的储能能力10%到15%,根据SLAC国家加速器实验室。
的研究人员SLAC已经能够测量这些过程。结果可能使工程电极的新方法来避免这些问题。
虽然改善了锂离子电池,该行业发展固态电池。如上所述,电池由一个阳极、阴极、电解质和分隔符。电解质的液体运输离子从阳极到阴极通过分离器。分离器使阳极和阴极的触摸彼此。如果他们彼此接触,有一个短。
固态电池更换电解液分离器与固体材料。这项技术将会增加电池电压,导致能量密度的增加。
“固态电池的承诺是高度有效的下一代高能和能量密度可充电电池应用技术。识别的关键指标,一个新兴的电池技术应该与传统的锂离子电池,满足实现平价主要的能量密度。然而,有限的现有方法评估和推断的影响电池电池组件的设计和选择具有固态电池的能量密度,“小姐说武断的话,研究人员从电气化和能源基础设施部门在橡树岭国家实验室,在《ScienceDirect。
“在此,我们介绍了固态电池性能分析器和计算器(SolidPAC),一个交互式实验工具箱,使固态电池的设计为指定的应用程序需求。工具箱足够灵活,能够协助电池社区量化材料化学和分数的影响,电极厚度、载荷、能量密度和电子流动的细胞和成本,利用逆工程概念与细胞能量密度输出材料和细胞设计输入,”迪克西特说。
“SolidPAC将帮助研究人员、行业甚至教育门外汉修补不同成分和确定能量密度。结果是一个工具箱,用户可以配置电池设计为特定用途,”迪克西特说。别人为工作做出了贡献。
量子电池
阿德莱德大学和其他人已经迈进了一步量子电池的发展。
研究人员已经证明super-absorption的概念,量子电池背后的关键技术。还在研发,使用量子力学的量子电池操作。理论上,随着量子电池变得更大,它需要较少的充电时间。
通过量子纠缠量子电池操作或合作行为。这是很像量子计算背后的概念。
在今天的计算中,信息存储在比特,这可以是一个“0”或“1”。在量子计算、量子比特的信息存储,或量子位可以存在“0”或“1”或两者的结合。叠加态使量子计算机能够执行多个计算,使其比传统的系统。但是技术还面临着许多挑战,许多业内专家认为这些系统仍然是一个十年的实用。
同时,使量子电池,研究人员开发出一堆分布式布拉格反射镜(DBR)。这是一面镜子层的结构包括一个交变序列两种不同的光学材料,根据RP光子学百科全书。
堆栈包含18个镜子。堆栈是一个8对镜子堆栈顶部,底部是一个10-pair堆栈。在堆栈顶部和底部之间,研究人员设计了一个微腔。腔包含有机半导体材料存储能量。本研究中使用的有机半导体是染料Lumogen-F橙色(LFO)。
在实验室中,研究人员发射了一束结构。“在这种技术,我们兴奋的微腔泵脉冲,然后测量储存能量的进化(即。,对应于激动分子)和第二个探测器脉冲,延迟了时间。探测器脉冲通过顶部分布布拉格反射镜(DBR)的空腔,DBR底部的反射测量,James Quach说拉姆齐研究员在物理科学学院和光子学研究所和先进传感(帕斯),阿德莱德大学在《科学》杂志上的进步。
微腔的“活性层包含有机半导体材料存储能量。潜在的超吸收影响量子电池是所有的分子集体行动通过属性称为量子叠加态,“Quach说。“微腔的大小增加,分子的数目增加,充电时间降低了。这是一个重大突破,标志着量子电池发展的一个重要里程碑。理论上,量子电池充电功率的增加速度比电池的大小可以允许充电速度的新方法。”
纤维电池
麻省理工学院(MIT)开发了一种可充电锂离子电池的形式超纤维织成布料。
光纤电池可以使各种各样的可穿戴电子设备。
在一个概念证明,麻省理工学院已经产生了世界上最长的弹性纤维电池在长140米。140米纤维的能源存储容量为123毫安时,可以收取smartwatches或手机。
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