Ahogy az elektronikai eszközök aranykorában élünk. Az elektronikai eszközeink számos feladatot ellátnak: segítenek kommunikálni, navigálni, tanulni, szórakozni, fordítani szövegeket, fényképeket és videókat készíteni, és még sokminden mást. Azonban van egy terület, amely már több mint 50 éve szinte változatlan maradt: az akkumulátorok. Az összes hordozható elektronikai eszközünk haszontalanná válik, amikor lemerül az aksija. Ebben a cikkben a legújabb technológiáról fogunk beszélni, amely növeli a lítium-ion akkumulátorok kapacitását – a lítium-szilikon akkumulátorokról.
De kezdjünk az elején. Mi az az akkumulátor? Egyszerűen fogalmazva az akkumulátor egy olyan eszköz, amely elektrokémiai reakciók által tárolja és szállítja az elektromos energiát. Három fő alkotórészből áll: az anód, a katód és az elektrolit. Az anód az az elektróda, ahol a kisülés során oxidáció (elektronvesztés) történik. A katód az az elektróda, ahol a kisülés során redukció (elektron megszerzés) történik. Az elektrolit a anyag, amely lehetővé teszi az ionok mozgását az anód és a katód között, segítve az elektromos áram áramlását.
A lítium-ion akkumulátorok kutatása az 1960-as években kezdődött és az 1990-es években vált kereskedelmi termékké. Az első prototípust a NASA fejlesztette ki 1965-ben, és az első kereskedelmi termék 1991-ben került a boltok polcaira, köszönhetően a Sony-nak. A lítium-ion akkumulátorok főleg lítiumot használnak kémiai alapanyagként. Miért lítium? A lítium-ion akkumulátorok potenciálisösszetevőként végzett kutatás során kiderült, hogy a lítium a legjobban teljesít.
A lítium-szilikon akkumulátorok innovatív anóddal rendelkeznek, amely jelentősen növeli az aksik kapacitását. A tiszta szilícium elméleti kapacitása mintegy tízszer nagyobb, mint a hagyományosan az anódban használt grafité. Azonban a tiszta szilícium kristályoknak az a hátrányuk, hogy a töltés és a kisülés során megváltoztatják a térfogatukat, ami duzzanathoz, repedéshez és akár az aksik felgyulladásához vagy robbanásához vezet. Ezért a kutatók szilícium-szén kompozit anyagokat hoztak létre, amelyek szilícium-nanorészecskéket használnak az anód kapacitásának növelésére.
Jelenleg elérhető kereskedelmi lítium-szilikon akkumulátorok mintegy 550 mAh/g (milliamperórás per gramm) kapacitással rendelkeznek. Ezt a technológiát például a Tesla használja autó akkumulátorokban és az Honor a Honor Magic 5 Pro, a hajtogatható Magic V2 és a közelgő Magic 6 Pro készülékeknél is alkalmazza.
A lítium-szilikon akkumulátorok csak szerény mértékben növelik a kapacitást, mintegy 20%-kal, de ennek a technológiának a továbbfejlesztése akár tízszeresére is növelheti azt. Ez azt jelenti, hogy a jövőben az iPhone-okban és a Galaxy-kben akár 10 000 mAh kapacitású akkumulátorok sem lesznek olyan távoli álom. A lítium-szilikon akkumulátorok jövője ígéretesnek tűnik. Elvárható, hogy több okostelefon gyártó is megpróbálja bevezetni ezt a technológiát a piacra. A megnövelt kapacitása forradalmat hozhat a hordozható elektronikai eszközök terén.
Gyakori kérdések (FAQ):
– Mi a legnagyobb előnye a lítium-szilikon akkumulátoroknak?
A lítium-szilikon akkumulátorok nagyobb kapacitással rendelkeznek, ami hosszabb üzemidőt eredményez az elektronikai eszközöknek.
– Mi a legnagyobb kihívás a lítium-szilikon akkumulátorok fejlesztése során?
A legnagyobb kihívás a lítium-szilikon akkumulátorok fejlesztése során a szilícium térfogatváltozásából adódó problémák kezelése, amelyek befolyásolhatják az akkumulátor stabilitását és biztonságosságát.
– Mikor várható, hogy a 10 000 mAh kapacitású akkumulátorok elérhetőek lesznek a piacon?
Bővebb kutatás és fejlesztés szükséges ahhoz, hogy a 10 000 mAh kapacitású lítium-szilikon akkumulátorok szélesebb körben elérhetővé váljanak a piacon, de a technológia fejlődése folyamatosan előmozdítja ezt a célt.
Források:
– Elektromosenergia.hu: elektromosenergia.hu
– Batterymag.hu: batterymag.hu
The source of the article is from the blog mivalle.net.ar