Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
Bosch GSR 18V-50 ProfessionalBosch GSR 18V-50 Professional
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

Nowa konstrukcja baterii Li-ion pozwalająca na szybsze ładowanie

jacu007 16 Paź 2014 22:28 4305 28
  • Nowa konstrukcja baterii Li-ion pozwalająca na szybsze ładowanie Naukowcy z Nangyang Technological University (NTU) w Singapurze opracowali nową koncepcję budowy baterii litowo-jonowej, która będzie mogła zostać naładowana do 70% swojej pojemności w dwie minuty. Co więcej - według doniesień naukowców, wytrzymuje ponad 10000 cykli ładowania/rozładowania bez spadku pojemności. Technologia produkcyjna ma być w pełni zgodna z aktualnym procesem produkcyjnym, co dodatkowo może ułatwić jej podbój rynku.

    Obecnie życie jest bardzo powiązane z różnego rodzaju gadżetami elektronicznymi i bateriami zasilającymi te gadżety. Zarówno czas działania urządzeń po naładowaniu baterii, jak i sam czas ładowania są istotnymi aspektami wpływającymi na jakość naszego życia. Choć ciągle słyszymy o nowinkach i zmianach technologicznych na rynku baterii, to tak naprawdę ciągle jesteśmy związani z konstrukcją baterii litowo-jonowej, która została skomercjalizowana przez firmę Sony w 1991.

    Tajemnica baterii opracowanej przez Chen Xiaodonga i jego współpracowników, tkwi w anodzie. Nowa konstrukcja zbudowana z żelu z nanorurek dwutlenku tytanu (TiO2) zastępuje tradycyjną grafitową anodę. Okazuje się, że ta tania i stosunkowo popularna substancja chemiczna bardzo dobrze przechowuje jony litu, a więc tak naprawdę ładunek elektryczny. Poprzez użycie żelu z nanorurkami, powierzchnia takiej anody w znaczący sposób zwiększa jej zdolność do przyciągania takich jonów. Badania naukowców z NTU skupiały się głównie na procesie wytwarzani takich nanorurek z dwutlenku tytanu. Obrazowo mówiąc, podczas swoich badań stworzyli mieszaninę dwutlenku tytanu z wodorotlenkiem sodu, a następnie w odpowiedniej temperaturze wytworzyli nanorurki.

    Naukowcy z NTU Singapore twierdzą, że technologia została już opatentowana i wzbudza szerokie zainteresowanie branży. Według zapewnień komercjalizacja nowych baterii ma nastąpić w ciągu najbliższych dwóch lat.

    Źródło:
    http://www.extremetech.com/computing/191924-y...inutes-thanks-to-new-lithium-ion-battery-tech

    Fajne! Ranking DIY
    O autorze
    jacu007
    Poziom 22  
    Offline 
    Specjalizuje się w: systemy mikroprocesorowe, raspberry pi
    jacu007 napisał 688 postów o ocenie 70, pomógł 0 razy. Mieszka w mieście Dąbrowa Górnicza. Jest z nami od 2007 roku.
  • Bosch GSR 18V-50 ProfessionalBosch GSR 18V-50 Professional
  • #2
    kult5
    Poziom 21  
    Do jasnej anielki, z takim cudem to pieruny nie straszne.

    Jeśli mamy mały akumulatorek który potrafi się naładować w 2 minuty do 70% to musi on mieć świetną sprawność odbierania ładunku inaczej by się zagotował.

    Jak koszty licencji nie powalą to będziemy mieli rewolucję.
  • #3
    Pepcio666
    Poziom 11  
    Taka "rewolucja" jest ogłaszana na elektrodzie średnio 1-2 razy w miesiącu... Tylko komercyjnie dostępnych produktów ani widu, ani słychu :)
  • #4
    REVISOR
    Poziom 25  
    Naukowcy z Nangyang Technological University (NTU) w Singapurze opracowali nową koncepcję budowy baterii litowo-jonowej, która będzie mogła zostać naładowana do 70% swojej pojemności w dwie minuty.
    Czyli nic nie stworzyli tylko teoretyzują może symuluja komputerowo i badają poszczególne substancje w kierunku budowy takiego ogniwa.
    Czyli jak zwykle nowość jest ale na papierze.
  • #5
    KwoiteK
    Poziom 16  
    Cytat:
    opracowali nową koncepcję budowy

    W oryginale jest: opracowali nową baterię. Nigdzie nie ma mowy o "tylko" koncepcji.

    Ciekawe czy opracowali już nową ładowarko-mini-spawarkę?
  • #6
    kult5
    Poziom 21  
    Pepcio666 napisał:
    Taka "rewolucja" jest ogłaszana na elektrodzie średnio 1-2 razy w miesiącu... Tylko komercyjnie dostępnych produktów ani widu, ani słychu :)

    Takie komentarze jak Twój są ostatnio bardzo modne.
    Tylko jak się wczytać w te artykuły o których piszesz to przeważnie poza zaletami wspomina się o wadach i trudnościach do przezwyciężenia. Większość tych newsów wspomina o pokonaniu pewnej bariery, a wymagań od baterii jest bardzo wiele:
    -pojemność
    -pojemność/kg/dm3
    -żywotność
    -czas ładowania/możliwość oddawania dużych prądów
    - budowa z łatwo dostępnych pierwiastków
    - łatwy i bezpieczny recykling
    - niska cena/ prosty proces produkcji
  • #7
    Pepcio666
    Poziom 11  
    Skoro jest tyle tych problemów, to czemu za każdym razem tytuł jest jak najbardziej chwytliwy "Naładujesz smartfona w 3 minuty" "Ładowanie baterii co tydzień", tak naprawdę nic nie wnosząc bo jest jeszcze "wiele wad i trudności do przezwyciężenia".

    Ja sobie zdaje sprawę z tego jak wygląda rzeczywistość, tylko po co pisać "komercjalizacja w ciągu dwóch lat" skoro rzeczywistość jest inna a takie "newsy" pojawiają się od wielu wielu lat (pierwszy z brzegu znaleziony: https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic1519660.html ), z nikłym skutkiem - pojemność baterii zmienia się bardzo powoli wbrew sensacyjnym odkryciom naukowców....

    PS. Nie wiem co jest "modnego" w tego typu postach? Mój link do dyskusji z 2009 pokazuje ten sam problem... I jakoś "baterii kwantowych", ani innych na krwi i siarce nie widać :)
  • Bosch GSR 18V-50 ProfessionalBosch GSR 18V-50 Professional
  • #8
    Pocieszny
    Poziom 38  
    Mnie w tych "szybkich" bateriach ciekawi jedna sprawa - jak szybko będzie można je rozładować. Jeżeli rozładowanie będzie mogło być tak samo szybkie jak ładowanie, to strach pomyśleć jak może się skończyć byle zwarcie.
  • #9
    michalko12
    Specjalista - Mikrokontrolery
    Bzdury! Niech ktoś sobie policzy jakie prąd jest potrzebny, żeby w 2min naładować do 70% baterię od smartfona. Zamiast ładowarki będzie potrzebna spawarka, a o rodzajach gniazd i przekrojach przewodów już nie wspomnę.
  • #10
    Grzegorz_madera
    Poziom 33  
    My to wiemy, ale jak już wprowadzą to na rynek to 99% ludzi da się na to złapać. Wielkimi literami będzie napisane: "Czas ładowania baterii 5 minut*"

    A na samym końcu instrukcji:

    *) Tylko w przypadku stosowania specjalnej ładowarki za 500zł i specjalnym wykonaniu instalacji elektrycznej w domu.
  • #11
    koczis_ws
    Poziom 26  
    michalko12 napisał:
    Bzdury! Niech ktoś sobie policzy jakie prąd jest potrzebny, żeby w 2min naładować do 70% baterię od smartfona. Zamiast ładowarki będzie potrzebna spawarka, a o rodzajach gniazd i przekrojach przewodów już nie wspomnę.


    W wypadku baterii do telefonu (1200 mAh) to tragedii jeszcze nie ma.
    Tak circa policzone na kolanie :
    Prąd ładowania 36 A
    Moc ładowarki 180 W
    Przewody fi 3 mm
    Ale w takim akumulatorze do samochodu to ... strach się bać :D
  • #12
    Jackziom
    Poziom 23  
    Dokładnie Panowie. Bujdy na resorach, teorie z symulacji. A kolega koczis_ws przedstawił realną wizję tegoż przedsięwzięcia. Lepiej by wymyślili, żeby zwiększyć pojemność w stosunku do objętości. Żeby np. w takiej baterii jaką mamy w smartfonie "zmieściło" się nie 2,5 a 5 albo i 10Ah.
  • #13
    DamianG
    Poziom 20  
    O co w przypadku mojej baterii (i wielu podobnych w phabletach) 3100mAh?
    Skromne 93A, ładowarka o mocy 465W i przewody (biorąc pod uwagę stosunkowo krótkie obciążenie) fi 6 może by wystarczyły.
    Zdecydowanie wolałbym, aby baterie miały większą pojemność niż taką szybkość ładowania. Takie choćby 4-5Ah w miejsce tego 3.1Ah i nic więcej mi do szczęścia nie trzeba.
  • #14
    OldSkull
    Poziom 27  
    A teraz sobie wyobraźcie zastosowania:
    - lekka wkrętarka ze stacją bazową - skoro łądowanie jest tak krótkie, pojemność może być i 5x mniejsza o ile wystarczy wydajności prądowej
    - autobusy elektryczne ładowane na przystankach
    - telefony DECT
    - drony (aczkolwiek tutaj liczy się też pojemność, więc bardziej bym liczył na konstrukcję ułatwiającą wymianę akumulatora)
    Potencjalnych zastosowań jest wiele, więc o ile wprowadza na skalę przemysłową to nabywcy będą.
  • #15
    kekon
    Poziom 17  
    Niektórzy "naukowcy" też piszą o samochodach elektrycznych, których akumulatory można naładować w 5 minut.... Można sobie policzyć jaki będzie potrzebny prąd ładowania...

    A na samym końcu instrukcji ładowania:

    *) Tylko w przypadku stosowania specjalnej przydomowej stacji transformatorowej 15kV/400V ;)

    Cytat:
    Żeby np. w takiej baterii jaką mamy w smartfonie "zmieściło" się nie 2,5 a 5 albo i 10Ah.


    W przypadku ogniw typu AA (Ni-mh) największą możliwą pojemność jaką udało się osiągnąć to 2700 mAh. Obecnie nie ma możliwości uzyskania większej pojemności w takim akumulatorku.
    Oczywiście na allegro można takie kupić z pojemnością 5000 mA ale to tylko marketingowe brednie sprzedawców.
  • #16
    koczis_ws
    Poziom 26  
    Tak dla zobrazowania problemu policzyłem orientacyjnie wydajność źródeł energii.
    Jeśli się pomyliłem w obliczeniach to mnie poprawcie :)
    Dane wejściowe:
    Paliwo silnikowe (benzyna, olej napędowy) wartość opałowa ~42 MJ/kg
    Bateria litowo-jonowa 2500 mAh/ 3.6 V masa ok 50 g
    Wartość energetyczna 648 kJ/kg (0.648 MJ/kg) prawie 65 x mniej niż paliwa. Nawet uwzględniając sprawność silników i tak jeszcze jest dużo.
    Czas tankowania ok 2 min (dla sam. osobowego).
    To pokazuje ile jeszcze przed nami do zrobienia przy elektrycznych napędach pojazdów.
    Tylko nie piszcie o ekologii, bo prąd do ładowania akumulatorów wytwarza się w elektrowniach, które smrodzą, tyle,że w jednym miejscu.
  • #17
    kekon
    Poziom 17  
    Cytat:
    My to wiemy, ale jak już wprowadzą to na rynek to 99% ludzi da się na to złapać.


    Tak już jest z wieloma innymi produktami. Chociażby np. z kotłami kondensacyjnymi. Producenci podają ich sprawność równą 109% co jest przecież totalną bzdurą. Podobnie z cudownymi "magnetyzerami" zakładanymi na przewody paliwowe w samochodzie co to rzekomo zmniejszają zużycie paliwa o 20% - ludzie to też kupują.
  • #18
    kult5
    Poziom 21  
    koczis_ws napisał:
    michalko12 napisał:
    Bzdury! Niech ktoś sobie policzy jakie prąd jest potrzebny, żeby w 2min naładować do 70% baterię od smartfona. Zamiast ładowarki będzie potrzebna spawarka, a o rodzajach gniazd i przekrojach przewodów już nie wspomnę.


    W wypadku baterii do telefonu (1200 mAh) to tragedii jeszcze nie ma.
    Tak circa policzone na kolanie :
    Prąd ładowania 36 A
    Moc ładowarki 180 W
    Przewody fi 3 mm
    Ale w takim akumulatorze do samochodu to ... strach się bać :D


    Nie lubię skrajności, moją ładowarka samochodowa o takiej mocy waży 1,5 kg a spawarki inwentorowe tak już nie straszą swoją masą.
    Jeśli zamiast miedzi użyjemy włókien węglowych (https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2910514.html) to potrzeby przekrój przewodów spada o połowę.
    I możliwości techniczne nie oznaczają że coś musimy wykorzystać w 100% wystarczy że naładujemy do pełna w 10 minut. Moją wannę mogę teoretycznie napełnić w 1 sekundę ale mimo to zastosowałem przekrój rur który wymaga 5 minut aby tego dokonać.
  • #19
    kekon
    Poziom 17  
    Cytat:
    Jeśli zamiast miedzi użyjemy włókien węglowych (https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2910514.html) to potrzeby przekrój przewodów spada o połowę.


    Nie zmienia to faktu, że moc ładowarek do ładowania w 3 minuty nadal musi być spora. Pewnych rzeczy po prostu nie da się "przeskoczyć". Zawsze gdzieś jest jakaś granica. Kiedyś szybkość procesorów rosła w tempie średnio 2x co 18 miesięcy. Dziś mamy już max. ok. 3..4 GHz i na razie na tym się zatrzymało.
  • #20
    kult5
    Poziom 21  
    kekon napisał:
    Cytat:
    Jeśli zamiast miedzi użyjemy włókien węglowych (https://www.elektroda.pl/rtvforum/topic2910514.html) to potrzeby przekrój przewodów spada o połowę.


    Nie zmienia to faktu, że moc ładowarek do ładowania w 3 minuty nadal musi być spora. Pewnych rzeczy po prostu nie da się "przeskoczyć". Zawsze gdzieś jest jakaś granica. Kiedyś szybkość procesorów rosła w tempie średnio 2x co 18 miesięcy. Dziś mamy już max. ok. 3..4 GHz i na razie na tym się zatrzymało.

    Akurat w tej materii granice leżą bardzo daleko dzięki zjawisku nadprzewodnictwa.
    Zawsze jest kwestia pieniędzy czy przy danych kosztach opłaca się wchodzić w nowe technologie. Na początku do wszystkiego trzeba dopłacać.
  • #21
    kekon
    Poziom 17  
    Cytat:
    Akurat w tej materii granice leżą bardzo daleko dzięki zjawisku nadprzewodnictwa.


    To akurat jest najtrudniejsze. Obecnie udało się osiągnąć nadprzewodnictwo w temp. minus kilkudziesięciu stopni i jak na razie postęp w tej dziedzinie jest bardzo powolny. Wciąż jednak są to zdecydowanie za niskie temperatury do praktycznych zastosowań. Nie sądzę aby w najbliższych latach udało się odkryć nadprzewodniki pracujące w temp. pokojowej. Chociaż różnie może być...
  • #22
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #23
    kekon
    Poziom 17  
    Cytat:
    Czym się różni bateria od akumulatora?


    Dziś bardzo często na akumulator mówi się "bateria" choć nie jest to do końca poprawne. Bateria jest ogniwem elektrycznym, w którym proces rozładowania jest nieodwracalny - rozładowywanie powoduje takie przemiany chemiczne, że nie można już go ponownie naładować. Natomiast w akumulatorze proces ten jest odwracalny - po rozładowaniu można je ponownie naładować.
  • #24
    kult5
    Poziom 21  
    Bateria to ogólne pojęcie
    Bateria – zespół składający się z jednakowych elementów na przykład ogniw, dział, oddziałów, zaworów, komór czy klatek.

    bateria alkaliczna – ogniwo galwaniczne, którego po rozładowaniu nie można naładować

    bateria akumulatorowa to akumulator elektryczny składający się z dwóch lub więcej ogniw akumulatorowych połączonych ze sobą elektrycznie i przeznaczonych do stosowania jako źródło prądu stałego

    Akumulator elektryczny – rodzaj ogniwa galwanicznego, które może być wielokrotnie użytkowane i ładowane prądem elektrycznym

    W praktyce przeważnie mamy do czynienia z bateriami alkaicznymi bądź bateriami akumulatorów gdyż nasze "akumulatorki" to w praktyce n ogniw połączonych szeregowo, równolegle bądź mieszanie.
  • #25
    kekon
    Poziom 17  
    Cytat:
    W praktyce przeważnie mamy do czynienia z bateriami gdyż nasze "akumulatorki" to w praktyce n ogniw połączonych szeregowo, równolegle bądź mieszanie.


    Równloległe łączenie ogniw nie powinno być stosowane. Niewielka różnica napięć w poszczególnych ogniwach spowoduje przepływ dużych prądów wyrównawczych.
  • #26
    koczis_ws
    Poziom 26  
    Trochę tu jest bałaganu w nazewnictwie. Po mojemu jest tak:
    Ogniwo (przez analogię do łańcucha) to pojedynczy element chemicznego źródła prądu.
    Bateria (przez analogię do baterii dział czy też łańcucha) to połączone ze sobą ogniwa . Pomimo, że łączenie równoległe jest raczej niekorzystne to w praktyce nie można wykluczyć takiego rozwiązania.
    A teraz ogniwa, mogą być różne. Akumulatorowe, które mogą gromadzić energię z zewnątrz (ładowalne) i ... no nie bardzo wiem jak je prawidłowo nazwać, które oddaję jedynie energię zgromadzoną chemicznie w procesie produkcyjnym (nieładowalne).
    I tyle.
  • #27
    Użytkownik usunął konto
    Użytkownik usunął konto  
  • #28
    koczis_ws
    Poziom 26  
    No właśnie. Tak jakoś się przyjęło mylić baterie z ogniwami.
    Tytuł tematu nie do końca jest błędny, bo bateria to bateria, chociaż może poprawniej by było "Nowa konstrukcja ogniw Li-ion ....."
  • #29
    kekon
    Poziom 17  
    Cytat:
    Pomimo, że łączenie równoległe jest raczej niekorzystne to w praktyce nie można wykluczyć takiego rozwiązania.


    W praktyce jest to bardzo niekorzystne i nieprawidłowe. Jako pewną analogię można przytoczyć np. równoległe łączenie bezpieczników - bez sensu.
    Podczas ładowania rozpływ prądów do poszczególnych ogniw będzie nierówny - przez część ogniw będzie płynął prąd większy niż przez inne. Spowoduje to że część ogniw będzie permanentnie niedoładowana a niektóre przeładowane co przekłada się na skrócenie ich żywotności i mniejszą sprawność całego pakietu. Przy braku ładowania popłyną prądy wyrównawcze - jedne ogniwa będą ładować drugie. Przykładowo, bateria AA ma typową rezystancje ok. 0,028 OHm. Równoległe połączenie 2 takich ogniw już przy różnicy napięć 20 mV spowoduje przepływ prądu 0,02 / (0,028 * 2) = 357 mA. Jedno ogniwo będzie się rozładowywać ładując drugie: część energii będzie tracona w postaci ciepła i w konsekwencji jedno będzie mocno rozładowane a drugie niedoładowane.