Japāna apzinās 3D drukāšanas izmantošanu visu -cietvielu-akumulatoru ražošanā
Tohoku universitātes profesors Honma un asistents Kobajaši Hiroaki un citi ir izstrādājuši tehnoloģiju visu -cietvielu-akumulatoru izgatavošanai ar 3D printeriem. Amatniecības laikā izmantojiet materiālus, kas var brīvi mainīt cietību. Akumulatorus var izgatavot tikai dažu stundu laikā, neizmantojot iepriekš{3}}pieprasītos augstas temperatūras procesus. Izmēģinājuma-akumulators ir izturējis dažādus veiktspējas testus, un tam ir noteikta veiktspēja, kas, domājams, veicinās visu -cietvielu-akumulatoru agrīnu praktisko izmantošanu.
Elektrolīts ir viena no svarīgākajām akumulatora sastāvdaļām, un tas parasti ir šķidrā stāvoklī, bet -cietā-akumulatora elektrolīts ir ciets, un ugunsnelaimes risks ir neliels. Vēl viena šāda veida akumulatoru iezīme ir tā, ka tas var palielināt uzglabāšanas ietilpību tilpuma vienībā, sakraujot baterijas. Tas ir ļoti gaidīts kā nākamās-paaudzes akumulators, kas var paplašināt tīri elektrisko transportlīdzekļu (EV) darbības diapazonu.
Izstrādātajai elektrolīta membrānai ir tāds pats maigums kā mīkstajai kontaktlēcai (attēls, ko sniedz Kitto Universitāte, Japāna)
Visu -cietvielu-akumulatoru galvenais mērķis ir spēcīgi nospiest elektrodus un elektrolītu materiālus un uzsildīt tos līdz simtiem grādu pēc Celsija. Tomēr apkures process ir dārgs, un ir termiskās plaisāšanas gadījums. Tajā pašā laikā joprojām pastāv problēma. Elektrolīta cietības dēļ, kad pozitīvais elektrods un negatīvais elektrods atkārtoti izplešas un saraujas uzlādes un izlādes laikā, abus nevar cieši savienot, kā rezultātā akumulatora darbība ir slikta.
Pētnieku grupa veica pētījumu par elastīgu elektrolīta membrānu izgatavošanu visiem -cietvielu-akumulatoriem. Ja speciālu šķidrumu, kas atvieglo litija jonu kustību, sajauc ar silīcija oksīdu, var izveidoties mīkstai kontaktlēcai līdzīga stikla plēve. Maigumu var regulēt, vienkārši mainot silīcija dioksīda daudzumu.
Šoreiz pētnieku grupa uz pusi samazināja silīcija oksīda daudzumu elektrolīta membrānā, padarot to želejveidīgu{0}}. Pēc tam to sajauc ar sveķiem, kas sacietē, pakļaujoties ultravioletajai gaismai, un to var veidot, izmantojot 3D printeri.
Samaziniet silīcija oksīda koncentrāciju elektrolītā, lai padarītu elektrolīta želeju{0}}līdzīgu, un izgatavojiet akumulatoru, izmantojot 3D printeri (attēlu sniedza Tohoku Universitāte, Japāna)
Eksperimenti ir apstiprinājuši, ka, mainot elektrolītu, litija kobalta oksīdu pozitīvajam elektrodam, litija titanātu negatīvajam elektrodam utt. pret gēlam{0}}līdzīgiem materiāliem, akumulatoru var izgatavot tikai ar 3D printeri. Runā, ka to var saražot aptuveni divās stundās.
To var izgatavot, vienkārši pārklājot materiālu un apstarojot to ar ultravioletajiem stariem, nesildot augstā temperatūrā, kas var ievērojami samazināt ražošanas izmaksas. Elastīgais elektrolīts ir mazāk pakļauts plaisāšanai un viegli pieguļ, pat tad, kad elements izplešas un saraujas.
The trial-produced battery can be stably charged and discharged for more than 100 times. Safety has also been confirmed by fire tests, etc. Professor Honma said, "As long as the data is input, the size and shape can be changed at will."
Praktiskā pielietojuma problēma ir tāda, ka elektrolīta jonu vadītspēja nav pietiekami augsta. Tā kā litija joni nevar pārvietoties vienmērīgi, ir grūti vienā mirklī atbrīvot milzīgu enerģijas daudzumu.
Pētnieku grupa pielāgos materiāla sastāvu, lai uzlabotu jonu vadītspēju. Eksperimenti ar izstrādāto akumulatoru{0}}darbināmo automašīnu ir bijuši veiksmīgi, sasniedzot maksimālo ātrumu 30 kilometri stundā. Pētnieki veiks iteratīvus uzlabojumus, lai palielinātu izejas jaudu, un apsvērs iespēju to uzstādīt tikai elektriskos transportlīdzekļos. Mēs arī enerģiski izstrādāsim katoda materiālus ar augstu enerģijas blīvumu.
Pirmā posma mērķis ir realizēt praktisku pielietojumu sensoru un valkājamo spaiļu barošanā.
