22 年間のバッテリーのカスタマイズ
APR 03, 2020 ページビュー：394
リチウムイオン電池の製造は、1990年代初頭に市場に導入されました。この技術は、MP3プレーヤー、ラップトップ、デジタルカメラ、電話などのポータブル電子機器で使用される充電式バッテリーを製造しています。将来的には、これらのバッテリーが電気自動車やハイブリッド電気自動車の電力供給に使用されることが期待されています。ただし、リチウムイオン電池の電力、エネルギー、およびサイクル寿命を大幅に改善する必要があります。したがって、従来のマイクロサイズの電極からナノ材料で作られた新しい電極への切り替え。
ナノテクノロジーは、家庭用電化製品やその他のアプリケーションで使用される二次電池の製造に使用されます。新しいテクノロジーにより、バッテリーの再充電時間と利用可能な電力が改善されました。業界は、電極表面をナノ粒子でコーティングすることでこれらの利点を提供しているため、電極の表面積が拡大し、一方の電極からもう一方の電極および電極に流れる電流が増えます。
ナノリン酸塩リチウムイオン電池の使用は、長期間充電を維持できる電子機器や自動車の需要が高まっているため、勢いを増しています。
ナノリン酸リチウムイオン電池とは何ですか？
電池にはリン酸塩で作られた電極があります。ナノテクノロジーは、その優れた品質により、対流リン酸塩から作られたこれらの電極をナノリン酸塩に置き換えるために開発されました。たとえば、この新しいリン酸塩は、通常のリン酸塩と比較して、より優れた導電性と均一な放電率を備えています。
カソード電極はナノ粒子でコーティングされており、その範囲は10分の1ミクロンから直径数ミクロンまでです。これらの粒子は、クラスターを形成し、それとともに広がるため、電極の表面積を増やします。
さらに、粒子は対流ナノテクノロジーの毒性を回避し、環境保護基準に準拠することができます。一方、バッテリーでのナノホスフェートの使用には1つの制限があります。通常のリチウムイオン電池は、電池電極上のリチウムイオンの数を変更するインターカレーションプロセスを使用します。
さらに、ナノホスフェートは表面積が大きく、イオンが電極とより速い速度で反応するようになり、これにより高出力が得られます。ナノテクニックは、ハイブリッド車などの製品の効率を高め、適切な電力を供給するために必要なバッテリーの重量を減らします。
さらに、ナノ材料を使用すると、バッテリーの貯蔵寿命が延びます。したがって、ナノ対応バッテリーは、家庭用電化製品に適用されるだけでなく、すべてバッテリーで粉末化された電子ギズモを必要とする最新のはんだをサポートするために軍隊で使用されます。これらのガジェットには、懐中電灯、暗視ゴーグル、ラップトップ、GPS、およびラジオが含まれます。
したがって、新技術により、ナノリン酸塩リチウムイオン電池は軽量であるため、余分な重量を運ぶ必要がなくなり、充電間で長持ちし、貯蔵寿命が延びるため、追加の電池は必要ありません。
非技術に関する将来の研究は、大規模な商業的応用を可能にするためのナノ材料のコスト削減に焦点を合わせます。
ナノリン酸リチウムイオン電池はどのように機能しますか？
ナノテクノロジーは現在、リチウムイオン電池を強化するために使用されています。これらの充電式電池は、携帯電話、ラップトップ、電動工具、自動車などの電子機器で人気を博しています。リチウムイオン電池は、電子を一方の側または電極からもう一方の側に移動し、デバイスに電力を供給するためのエネルギーを生成します。
片側は、酸化コバルトなどの金属酸化物でできている陰極と、炭素でできている陽極です。電極の間には電解質があり、リチウムイオン電池にはリチウムイオンの塩溶液があります。リチウムイオン電池は他の電池よりも多くの電力を生成できますが、これらの電池は充電に時間がかかります。
バッテリーの効率を高め、充電時間を短縮するために、ナノテクノロジーが実装されています。したがって、多くの研究者や企業がこの技術を使用して、より優れた電池材料を製造しています。ナノ材料を使用して電極を作成し、表面積を増やして、リチウムイオンと接触する領域を増やします。さらに、バッテリーは、従来のリチウムイオンバッテリーよりも2〜3倍高い数回の充電を受けます。これらの変更は、バッテリーのパフォーマンスには影響しません。
ナノリン酸塩電池は、寿命が長く、軽量で、充電にかかる時間が短くなります。したがって、ナノテクノロジープロセスはバッテリーの効率と再充電速度を向上させます。したがって、この変更により、ラップトップなどの電子機器は軽量化され、充電間で長持ちします。
ナノテクノロジーはリチウムイオン電池のトレンドになるのでしょうか？
ナノテクノロジー対応バッテリーの世界市場は、2018年から2022年の間に17％急増すると予想されています。リチウムイオンバッテリー技術は、20年以上前から存在しています。ナノテクノロジーの導入により、バッテリーが改善され、信頼性、エネルギー、安全性、コストの組み合わせが実現することが期待されています。リチウムイオン電池は、高い反応によりセルの爆発を引き起こすアノード材料を持っています。したがって、シリコンとスズのナノ構造が新しいアノード材料です。
電極の安定したサイクル寿命と高容量を実現するために、さまざまな戦略が使用されています。それらには、不活性成分または炭素を含むナノコーティングまたはナノコンポジットの作成、中空ナノ構造の採用、または粒子のサイズのナノ範囲への縮小が含まれます。
ナノテクノロジーは効率を高めると考えられていますが、上記のアプローチは、追加の不活性成分または炭素の結果として重量パーセントが高くなるため、アノード材料の全体的なエネルギー密度に影響を与えます。中空構造は大きなボイドに寄与し、ナノサイズの材料は低いものを生成しますパッキング密度。
合成プロセスがエネルギーを消費するナノテクノロジーに影響を及ぼしている他の課題は、製造コストの高さに貢献しています。電極に使用されるナノ材料は大きな表面積を持っていますが、製造手順は凝集体の形成を引き起こしています。したがって、電極と電解質の不快な反応。
業界は、適切に設計されたナノ粒子凝集体を製造することでこれらの副作用に対抗し、ナノ対応アノードを製造する際の技術的な問題を解決しています。同様に、ナノサイズの効率的なカソード材料を設計するための戦略が実施されています。
ナノ対応バッテリーは家電市場に浸透しており、メーカーはオングリッドストレージアプリケーションに大騒ぎしています。さらに、ナノテクノロジーを使用して、業界は新しく多様な用途のリチウムイオン電池を製造しています。
したがって、業界は、ナノテクノロジーとナノ材料を定期的に使用することにより、安全な電解質と高度な電極の開発に関する研究努力を指揮してきました。
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