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Forscher schaffen es, einen Lithium-Ionen-Akku in 5,6 Minuten auf 60 Prozent aufzuladen

Die Entwicklung kann die Einführung von Elektrofahrzeugen fördern.

Akkuladesymbol. hh5800/iStock

Elektrofahrzeuge sind unendlich besser für die Umwelt als benzinbetriebene, aber sie müssen noch weit verbreitet sein. Eines der Probleme, die diese Umstellung bremsen, ist die Tatsache, dass Elektrofahrzeuge lange zum Aufladen brauchen.

Erhöhung der Ladegeschwindigkeiten

Das könnte sich bald ändern. Ein Team von Forschern, die mit mehreren Institutionen in China verbunden sind, hat es erfolgreich geschafft, die Ladegeschwindigkeit zu erhöhen. Lithium-Ionen-Akku bis zu einer Rate von 5,6 Minuten bei einer Ladung von 60 %, laut einem Bericht von TechXplore am Donnerstag veröffentlicht. Sie erreichten diese beeindruckende Leistung, indem sie der Anode der Batterie eine Kupferbeschichtung und Nanodrähte hinzufügten, um die Ordnung effektiv zu verbessern.

Heutzutage bestehen die meisten Anoden aus Graphit und sind in einer nicht geordneten Aufschlämmung aufgebaut, was keine praktische Methode zum Weiterleiten des Stroms darstellt. Darüber hinaus führt die Art und Weise, wie die Materialien in Anoden angeordnet sind, zu einem Problem im Zusammenhang mit der Spaltgröße zwischen ihnenSie.

Um diese Probleme beim Beschleunigen des Ladens zu überwinden, konzentrierten sich die Forscher speziell auf die Anode. Hier ist, was sie getan haben:

Änderungen an einer Standard-Graphitanode

"They führte zuerst theoretische Modelle auf Partikelebene durch, um die räumliche Verteilung von Partikeln unterschiedlicher Größe und die Elektrodenporosität zu optimieren. Anschließend nutzten sie das, was sie aus den Modellen gelernt hatten, um Änderungen an einer Standard-Graphitanode vorzunehmen. Sie beschichteten sie mit Kupfer und fügten dann Kupfer hinzuNanodrähte an die Aufschlämmung. Sie erhitzten und kühlten dann die Anode, wodurch die Aufschlämmung zu einem geordneteren Material komprimiert wurde", erklärte TechXplore.

Sobald sie ihre Anode aufgerüstet hatten, befestigten die Forscher sie an einer Standard-Lithium-Ionen-Batterie, um die zum Aufladen benötigte Zeit zu messen. Sie waren beeindruckt, dass sie die Batterie in nur 5,6 auf 60 % aufladen konntenMinuten und auf 80 % in nur 11,4 Minuten. Die Forscher vermieden es, zu testen, wie lange es dauern würde, auf 100 % aufzuladen, da dies solche Batterien beschädigen kann.

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Die Forscher haben nicht angegeben, wie viel eine solche Batterie kosten würde und wann sie serienreif sein könnte. Dennoch ist die Entwicklung für Elektrofahrzeuge überall spannend.

Die Studiewurde veröffentlicht im Tagebuch Wissenschaftliche Fortschritte.

Zusammenfassung:

Extrem schnell aufladbare Lithium-Ionen-Batterien sind sehr wünschenswert, um die Ladezeit für Elektrofahrzeuge zu verkürzen, aber dies wird durch die schlechte Ratenfähigkeit von Graphitanoden behindert. Hier präsentieren wir einen bisher nicht gemeldeten Doppelgradienten von Partikelgröße und ElektrodenporositätStrukturdesign in der Graphitanode zum Erzielen einer extrem schnell aufladbaren Lithium-Ionen-Batterie unter strengen Elektrodenbedingungen.Wir entwickeln eine Polymer-Bindemittel-freie Aufschlämmungsroute, um diese zuvor nicht gemeldete Art von Teilchengrößen-Porositäts-Dual-Gradienten-Struktur in der praktischen Graphitanode zu konstruieren, die dies zeigtextrem schnelle Ladefähigkeit mit 60 % Wiederaufladung in 10 min. Auf der Basis einer Dual-Gradienten-Graphitanode demonstrieren wir eine extrem schnell aufladbare Lithium-Ionen-Batterie mit 60 % Wiederaufladung in 6 min und einer hohen volumetrischen Energiedichte von 701 Wh Liter−1 bei der hohen Laderate von 6 C.

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