Stanford: Kami telah mengurangi berat kolektor saat ini dalam sel lithium-ion hingga 80 persen. Kepadatan energi meningkat 16-26 persen.

Para ilmuwan di Universitas Stanford dan Pusat Akselerator Linier Stanford (SLAC) memutuskan untuk mengecilkan sel lithium-ion untuk mengurangi beratnya dan dengan demikian meningkatkan kepadatan energi yang tersimpan. Untuk melakukan ini, mereka mengerjakan ulang lapisan penahan beban ke luar: alih-alih lembaran tembaga atau aluminium yang lebar, mereka menggunakan potongan logam yang sempit, dilengkapi dengan lapisan polimer.

Kepadatan energi yang lebih tinggi dalam Li-ion tanpa biaya investasi yang tinggi

Setiap sel Li-ion adalah gulungan yang terdiri dari lapisan muatan-pelepasan/pelepasan, elektroda, elektrolit, elektroda, dan pengumpul arus dalam urutan tersebut. Bagian luarnya adalah foil logam yang terbuat dari tembaga atau aluminium. Mereka membiarkan elektron meninggalkan sel dan kembali ke sana.

Para ilmuwan dari Stanford dan SLAC memutuskan untuk fokus pada kolektor, karena berat mereka seringkali beberapa puluh persen dari berat keseluruhan tautan. Alih-alih lembaran tembaga, mereka menggunakan film polimer dengan strip tembaga sempit. Ternyata dimungkinkan untuk mengurangi berat kolektor hingga 80 persen:

Sel lithium-ion silinder klasik adalah gulungan panjang yang terdiri dari beberapa lapisan. Ilmuwan dari Stanford dan SLAC telah mengurangi lapisan yang mengumpulkan muatan dan mengalirkannya - pengumpul saat ini. Alih-alih lembaran tembaga, mereka menggunakan lembaran tembaga-polimer yang diperkaya dengan bahan kimia yang tidak mudah terbakar (c) Yusheng Ye / Stanford University

Bukan itu saja: senyawa kimia dapat ditambahkan ke polimer yang mencegah penyalaan, dan kemudian elemen mudah terbakar yang lebih rendah disertai dengan bobot yang lebih rendah:

Stanford: Kami telah mengurangi berat pantograf lithium-ion hingga 80 persen. Kepadatan energi meningkat 16-26 persen.

Kemudahan terbakar foil tembaga yang digunakan dalam sel lithium-ion klasik dan kolektor yang dikembangkan oleh peneliti Amerika (c) Yusheng E / Universitas Stanford

Para peneliti mengatakan bahwa kolektor daur ulang dapat meningkatkan kepadatan energi gravimetri sel sebesar 16-26 persen (= 16-26 persen lebih banyak energi untuk satuan massa yang sama). Ini berarti bahwa baterai dengan ukuran dan kepadatan energi yang sama bisa 20 persen lebih ringan dari arus.

Upaya telah dilakukan di masa lalu untuk mengoptimalkan reservoir, tetapi mengubahnya telah menyebabkan efek samping yang tidak terduga. Sel-sel menjadi tidak stabil atau diperlukan elektrolit yang lebih [mahal]. Varian yang dikembangkan oleh para ilmuwan di Stanford tampaknya tidak menimbulkan masalah seperti itu.

Peningkatan ini dalam penelitian awal, jadi jangan berharap mereka akan memasuki pasar sebelum 2023. Namun, mereka terlihat menjanjikan.

Perlu ditambahkan bahwa Tesla juga memiliki ide menarik untuk mengumpulkan muatan lapisan logam. Alih-alih menggunakan strip tembaga tipis di sepanjang gulungan dan membawanya keluar hanya di satu tempat (di tengah), itu segera mengeluarkannya menggunakan tepi potongan yang tumpang tindih. Ini membuat muatan bergerak dengan jarak yang jauh lebih kecil (resistensi!), Dan tembaga memberikan perpindahan panas tambahan ke luar:

Stanford: Kami telah mengurangi berat pantograf lithium-ion hingga 80 persen. Kepadatan energi meningkat 16-26 persen.