新しいリチウム電池はそれ自体を修理します

イリノイ大学（イリノイ大学）の科学者たちは、偶然に突破口を開いたことが、最終的にリチウムイオン電池の開発に貢献する可能性があると信じています。この種の電池は、体の一部のように、実際に修理自体に損傷を与える可能性があります。

研究者たちは、携帯電話、ラップトップ、デジタルカメラなどの日用品用の充電式リチウムイオン電池をより深く理解するための措置を講じたところ、これらの電池は時間の経過とともに劣化する傾向があることがわかりました。 。

スコット？ホワイト（スコットホワイト）はイリノイ大学の材料エンジニアであり、「劣化にはさまざまな種類があり、この劣化準備をより長持ちさせるバッテリーを修理するのに役立ちます」と述べています。ホワイト氏によると、リチウムイオン電池のアノードは、膨張時に充電され、放電サイクルが縮小し、最終的にはアノードに亀裂が生じ、しばらくするとバッテリーが故障します。

徹底的なテストの後、イリノイ大学の科学者は、小さな自己修復タイプのポリマー、グラファイトアノードの埋め込み、インジウムガリウムヒ素（インジウムガリウムヒ素）を引き裂いて放出することを発見しました。このように、化合物は液体金属合金であり、マイクロクラックです。アノードに充填して電流を回復し、リチウムイオン電池を修理することができ、その寿命を延ばす可能性があります。

バッテリーの損傷、またはコンポーネント間の短絡が発生する場合、これは事故である可能性があり、単に耐用年数を短くするだけではありません。私たちがすでに知っている電流の制御を失うと、ホットスポットが形成され、火災が発生します。

「これは一般的な現象ではありませんが、それが起こった場合、結果は深刻です」とホワイト氏は語った。火災により、ラップトップはバッテリーをリコールし、デルとHPが発生しました。米国の運輸省は、貨物機の大量のリチウムイオンバッテリーの輸送を標準化するために、より厳しい規則を提案しました。

このタイプの故障を防ぐために、2番目のタイプの小さな白いボールが開発されました。準備は固体PE（ポリエチレン）であり、これは安価で広く使用されているプラスチックです。埋め込まれたマイクロボールアノードやその他のバッテリーコンポーネントの少量は、一種の安全スイッチとして機能することができます。バッテリー内部の温度が105°Cを超えて上昇すると、小さなボールが溶けて絶縁材料の薄層になり、電流を遮断して火災を防ぎます。

「私たちはこれをテストし、実際のバッテリーを使用しました」とホワイトは言いました、彼の研究は米国エネルギー省によって資金提供されています。 「効果はとても良いです。」彼は、セキュリティ機能は市場に出回っている電気自動車にとって有益であると述べました。

「リチウムイオン電池は実用的な技術であり続け、今後10年から15年で電気自動車に使用されるでしょう」とクリスティン？パーソン氏（クリスティン・パーソン）は、カリフォルニアのローレンスバークレー国立研究所（カリフォルニア）（ローレンスバークレー国立研究所）であり、より優れたエネルギー貯蔵を備えているだけでなく、従来のいくつかの欠陥を回避できる新しい電池材料を探していると述べました。電池。彼は、「少なくとも、新しい材料を開発するのに非常に長い時間が必要だ」と述べた。

長い間、携帯電話のバッテリー技術の開発は、モバイル技術に遅れをとっていました。スマートフォンは驚くべきことに高度なレベルに達しており、バッテリーは比較的古いものです。イリノイ大学の科学者がスーパーマイクロバッテリーを開発したので、これは過去のものになりました。この種のマイクロバッテリーは、理論上、1秒未満の充電で1000回必要なリチウムバッテリーに電力を供給します。

イリノイ大学の新しいタイプのマイクロバッテリー電源の研究者は、現在のリチウム電気を1000回使用しており、スマートフォンの1秒未満の充電時間の将来の開発に備えています。研究リーダーのウィリアム・キング氏は、「これは新しい種類のバッテリーであり、人々のバッテリーに対する認識を変えるだろう。バッテリーの出力電力は想像以上に大きい。ここ数十年で、電子部品のサイズはますます小さくなっている、コンピューターコンポーネントに関する考え方はますます小さくなっています。バッテリー技術は取り残されています。マイクロテクノロジーはすべてを変えます。マイクロテクノロジーバッテリーを使用した高度な学位は他のコンポーネントと同等になります。」

長い間、ユーザーはパワーとパワーのどちらかを選択する必要があります。長距離送信無線信号などの大電力電気機器の場合、コンデンサは急速に放電できますが、電気量はわずかです。長時間の放送用ラジオや燃料電池など、大量の電力を収容できる電力電気機器が必要ですが、充電に時間がかかります。

イリノイ大学の大学院生である研究の筆頭著者であるジェームズ・ピクは、次のように述べています。「私たちは常に犠牲を払わなければなりません。より多くの力を得たい場合、より高い力を得ることができません。より高い力を得たい場合。電力、より多くの電力を得るのは難しいです。いくつかの非常に興味深い電気器具、特に現代の電気器具では、両方を行う必要があります。これは、新しいタイプのバッテリーの開発における私のドアの出発点です。持っていなかった。"

新しいマイクロセルの構造は従来のバッテリーとは異なり、高出力と高出力の両方を実現できます」と彼は言いました。研究者はバッテリーの構造を調整して、電力と電力のバランスを改善します。科学者は新しいマイクロバッテリーの性能を述べています。内部の3次元微細構造により、すべてのセルと同様に、新しいマイクロセルには2つの基本コンポーネント、つまりアノードとカソードがあります。

イリノイ大学の教授であるPaulBraunによる新しいマイクロセルは、新しいタイプの急速充電カソードを設計します。ゴールドとPiKuが開発され、同時にアノードとマイクロスケールの両方が一緒になって、高性能で最後のバッテリーを作ります。高出力の電気機器の場合、バッテリーはセンサーまたは無線信号を30倍、30分の1の距離で効果的に作動距離に到達させることができます。

新しいマイクロバッテリーの充電速度は、他のバッテリー技術の1000倍です。理論的には、クレジットカード電話の充電時間の厚さは1秒未満で済みます。家庭用電化製品に加えて、医療機器、レーザー、センサー、その他の電気機器は、バッテリー技術により飛躍を実現することができます。キング氏は次のように述べています。「長い間、すべての電気機器はバッテリーのサイズに制限があります。個人の医療機器やインプラント（現在使用されているバッテリーは大きい）が小さな電子部品や電力線を使用していると想像してみてください。バッテリーも非常に小さくなる可能性があります。」

現在、研究者たちは新しい電池と他の電子部品を一緒に使用して、同時に製造コストを削減しようとしています。 PiKu氏は、「今では、箱から出してすぐに考えることができます。これは、技術的な改善の後ではなく、新しい種類の技術です。通常の電源モードを破り、新しい機器を設計できるようになりました。」

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