Behauptet Wissenschaft zurück Samsung 80 % Batterie erhöhen?

Ein länger andauernde Smartphone-Akku ist seit Jahren auf der to-do-Liste von Technologieunternehmen. Und jetzt Samsung behauptet, man entwickelt haben, die Ihr Telefon Summen für 80 Prozent länger halten könnte.

Aber könnte die neue Batterie wirklich steigern Lebensdauer der Batterie um so viel? Einige Wissenschaftler sind skeptisch, nicht sagen die Forscher der Studie Energie entfallen, die dauerhaft verloren hat, nachdem der Akku seine erste Ladung aufladen Zyklus durchläuft.

"Ich sehe es als eine bahnbrechende Technologie nicht," sagte John B. Goodenough, Professor für Maschinenbau an der University of Texas, und der Mann, der Lithium-Ionen-Akku, erfand, Leben Wissenschaft.

Herstellung von Batterien, härter zu arbeiten

Lithium-Ionen-Batterien auf dem Markt erzeugen heute Energie durch den Einsatz von Lithium Kobaltoxid als Pluspol (Kathode), mit Kohlenstoff, in der Regel in Form von Graphit als Minuspol (Anode) und eine Lithium-Polymer compound als Elektrolyt. Wenn Sie eine Batterie, eine Strombelastung Haken – einen Computer oder eine Glühbirne – Lithium-Ionen von der Anode zur Kathode und durch den Elektrolyten bewegen Energie zu erzeugen. [Einblick in Batterien Funktionsweise (Infografik)]

Jedoch Silizium ist Dichter als Graphit, und so in der Anode mehr Ladung halten kann. Das Problem ist Silizium ausdehnt und zusammenzieht, wie es ist und in einer Batterie entladen. Diese Formwandler würde dazu führen, dass Mängel in der Silizium- und verringern die Ladekapazität. Auch, können nicht wegen dieser Erweiterung Silizium-basierten Batterien in schlanken Geräte gepresst.

Was ist zu tun? Die Samsung-Team beschlossen, Beschichtung das Silizium in Graphen. Die Idee ist, dass die Single Atom dick Graphene Schichten die Silizium-Teilchen umgeben würde und wenn sie erweitert, die Schichten umeinander schieben würde, so dass das Silizium zu größeren ohne Risse in der Kohlenstoff. Graphit, der von Tausenden und Abertausenden von Schichten von Graphen besteht, wäre nicht in der Lage, das zu tun, weil es kein Einzelatom-Schicht und würde nicht Nanopartikel in der gleichen Weise beschichten (es würde zu knacken).

"Unser Ansatz war es, etwas ähnliches wie Graphit, wachsen" die Graphit in seiner chemischen Struktur ähnlich ist, sagte Studie Co-Autor Jang Wook Choi, des Korea Advanced Institute of Science und Technologie.

Bei Samsung Advanced Institute of Technology verwendet Choi und seine Kollegen Graphen-beschichteten Silizium als Anode; Lithium Kobaltoxid Kathode gebildet, während sie eine kommerzielle Lithium-Mischung für das Elektrolyt verwendet.

Sie fanden, dass die Batterie nach ca. 200 Zyklen Lade-und aufladen (wenn eine Akku-Ladung alle aufgebraucht ist und dann wieder aufgeladen wird) zwischen 1,5 und 1,8-mal länger als gewöhnliche Lithium-Ionen-Batterien dauerte. Akku-Kapazität wird in Wattstunden pro Volumeneinheit, gemessen, wo eine 1 Watt-Stunden Batterie kann eine 1-Watt-Glühbirne für eine Stunde macht. Die Batterien, die sie gebaut hatte Kapazitäten von 972 Wattstunden pro Liter auf den ersten Lade-Entlade-Zyklus und etwa 700 Wattstunden pro Liter auf den 200.. Die meisten handelsüblichen Batterien reichen von etwa 250 bis 620 Wattstunden pro Liter. (Eine neue iPad-Batterie hat etwa 42,5 Wattstunden Kapazität, ca. 435 Wattstunden pro Liter).

Energieverlust

Die Methode scheint zu funktionieren, aber einige im Feld sind skeptisch. Goodenough, sagte Samsung-Team hat nicht wirklich ein Problem, das Batterie-Hersteller ärgert angesprochen: nach die ersten Zyklus ein gewisses Maß an Ladekapazität ist unwiederbringlich verloren. Dieser Verlust geschieht in jeder Batterie, sondern vor allem in Lithium-Ionen-Batterien, weil teilweise Isolierschicht an der Stelle bildet der Elektrolyt und die Anode treffen. Fehlen diese Daten sehen, könnte nicht Goodenough sicher über diese Batterie sein.

Choi sagte das Team gerade dieses Problem sucht, und dass ihr Ziel ist es, bekommen den Kapazitätsverlust konsequenter, als auch die Kapazität der Batterie über viele Zyklen hinweg konsistent zu halten – für ein typisches Gerät 200 Zyklen wäre relativ wenige. (Denken Sie wie viele Male haben Sie auf Ihr Handy kostenlos in einer Woche.) Er ist optimistisch. "Silizium viele Probleme in späteren Zyklen zuvor," sagte Choi. "Wir haben die Zahlen etwas aus früheren Siliziumtechnologie gesteigert."

Das Team plant auch, versuchen, verschiedene Elektrolyt Formeln, auf die Ladung Kapazität Problem zu arbeiten, sagte Choi. Aber das hat durch Versuch und Irrtum erfolgen. "Es ist sehr Erfahrung abhängig."

Die Studie ist in der 25 Juni-Ausgabe von Nature Communications detailliert.

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