Spotlight: Mencari bateri yang sempurna mendapati banyak kemungkinan, beberapa jawapan

Privacy, Security, Society - Computer Science for Business Leaders 2016 (Jun 2019).

$config[ads_text] not found
Anonim

Pemaju sering merungut bahawa peningkatan teknologi bateri tidak menepati keperluan produk, tetapi ada alasan yang baik untuk itu

Oleh Richard Quinnell, editor-in-chief

Contoh bateri yang menangkap api atau meletup telah menonjolkan cabaran reka bentuk yang serius yang dihadapi oleh pencipta peranti mudah alih, kenderaan elektrik, pesawat terbang dan sebagainya. Teknologi bateri jatuh jauh dari ideal yang dikehendaki oleh pemaju. Banyak penyelidikan telah dan sedang dilakukan ke arah mewujudkan bateri yang ideal, tetapi penemuan masih sukar difahami. Salah satu sebab untuk situasi ini ialah terdapat banyak perbezaan, dan bertentangan, tujuan untuk dioptimumkan.

Salah satu ciri utama yang dicari oleh pemaju adalah ketumpatan tenaga yang tinggi. Tetapi kuantiti asas ini tetap agak sukar difahami. Bergantung pada aplikasi itu, istilah itu boleh merujuk kepada jumlah tenaga dari segi jam watt yang boleh disampaikan per isipadu unit, berat unit, atau kedua-duanya. Bateri asid plumbum, sebagai contoh, boleh menyimpan banyak tenaga tetapi agak berat, yang menimbulkan masalah apabila menggunakannya untuk memaksa kenderaan elektrik kerana keperluan untuk membawa semua berat itu sekitar. Bateri yang sesuai, tentu saja, akan menjadi kecil dan ringan sementara menawarkan rizab tenaga yang besar.

Sumber imej: Pixabay.

Soalan utama kedua adalah jika bateri boleh dicas semula. Tidak semua kimia bateri adalah tindak balas yang boleh diterbalikkan. Bateri alkali dan perak-oksida, misalnya, tidak boleh diisi dengan pasti, manakala bateri lithium-ion dan asid plumbum boleh. Keupayaan untuk mengecas semula bateri sangat wajar di banyak aplikasi, walaupun, kerana ia dapat menghapuskan keperluan untuk mengeluarkan dan menggantikan bateri yang menjadi letih.

Terdapat ciri-ciri lain yang lebih baik di luar ketumpatan tenaga untuk dipertimbangkan dalam reka bentuk bateri juga.

Apakah voltan terminal bateri pada caj penuh, dan bagaimanakah ia berubah sewaktu ia dilepaskan? Itu boleh membuat perbezaan dalam berapa banyak sel bateri mesti disambung secara siri atau sama ada pengawal selia diperlukan untuk menyediakan voltan yang sesuai untuk menjalankan elektronik yang boleh dipercayai sepanjang lengkung pelepasan bateri.

Berapa banyak arus bateri boleh dipercayai sumbernya? Tarik tenaga keluar dari bateri terlalu cepat dan dipanaskan kerana rintangan dalamannya, yang mana kedua-dua bahan buangan menimbulkan kapasiti dan mencipta bahaya kebakaran atau letupan. Tetapi sesetengah reka bentuk, seperti peranti IOT tanpa wayar yang berkomunikasi dalam pecah, hanya perlu menetap semasa semasa dan lonjakan semasa pada masa-masa lain.

Bahagian sampingan soalan itu ialah berapa cepat bateri boleh diisi semula. Ini hanya terpakai kepada bateri dengan kimia boleh balik, sudah tentu, tetapi pada dasarnya adalah masalah pemanasan yang sama seperti menggambar semasa. Terlalu cepat cas semula boleh merosakkan bateri secara kekal. Persoalan caj semula berkaitan ialah berapa kali kimia boleh dialihkan dengan pasti. Bateri boleh dicas semula akan "haus, " menyimpan lebih kurang dan kurang tenaga dari semasa ke semasa.

Kemudian terdapat ciri-ciri sekunder yang perlu dipertimbangkan. Adakah bahan beracun, korosif, reaktif, atau jarang berlaku? Adakah bateri mempunyai komponen cecair yang ada kebimbangan kebocoran? Apakah kadar pelepasan diri bateri? Bagaimanakah sebarang spesifikasi utamanya (voltan, kapasiti) berubah dengan suhu? Adakah ia berfungsi sama sekali pada ekstrem suhu tinggi atau rendah? Bolehkah bateri direka untuk menempa bentuk ganjil atau fleksibel?

Baterai toleransi penyalahgunaan ini masih berfungsi walaupun dipotong separuh. Sumber imej: U dari MD.

Terdapat juga persoalan sama ada atau tidak bateri adalah pendekatan yang betul di tempat pertama. Banyak penyelidikan sedang menuju ke penciptaan sel bahan bakar sebagai alternatif kepada bateri. Ini adalah tindak balas kimia yang menghasilkan tenaga elektrik dan tanpa memakan bahan api "api" mereka. Contoh klasik adalah sel bahan api hidrogen yang digunakan dalam kapal angkasa berawak. Ia menggabungkan hidrogen dan oksigen untuk menghasilkan air sebagai hasil sampingan menghasilkan arus elektrik.

Banyak persoalan dan pertimbangan ini telah mendorong pemaju bateri dalam banyak petunjuk penyelidikan yang berbeza, seperti kaji selidik di bawah mengenai artikel bateri baru-baru ini dari seluruh rancangan rangkaian AspenCore. Terdapat hasil yang menjanjikan untuk bateri yang mengoptimumkan untuk satu atau lebih ciri-ciri ini. Setakat ini, bagaimanapun, tiada siapa yang menemui hasil yang membahas mereka semua. Bergantung pada keperluan permohonan anda, maka, anda mungkin atau mungkin tidak melihat harapan dalam usaha pembangunan ini. Tetapi pencarian itu pasti akan berterusan untuk bateri yang ideal, dan pada masa yang sama, terdapat beberapa teknik yang ditawarkan dalam artikel di bawah yang anda boleh memohon untuk mengurangkan kelemahan dalam teknologi bateri semasa.

Bateri proton yang boleh dicas semula pertama di dunia boleh menjadi alternatif yang mesra alam kepada Li-ion . Penyelidik percaya bahawa bateri proton berpotensi untuk menggantikan bateri Li-ion.

Pakej bateri lanjutan memberi kuasa kepada sistem generasi akan datang - Jurutera mempunyai lebih banyak pilihan apabila mereka bentuk dan menentukan pek bateri mereka.

Bagaimana bateri air laut boleh digunakan untuk simpanan tenaga yang selamat dan selamat - Bateri air garam memegang kelebihan yang kuat dalam aplikasi di mana saiz dan berat kurang faktor penting.

Adakah sel-sel bahan bakar menggantikan bateri dalam kecekapan kos dan aplikasi mudah alih? - Pembuat sel bahan api MyFC meramalkan bahawa sel bahan api akan melepasi bateri dalam ketumpatan tenaga dan kecekapan kos dalam beberapa tahun.

Pilihan penyimpanan tenaga: alternatif berlimpah dan tradeoffs rumit - Melihat bateri untuk simpanan tenaga peringkat grid.

Membandingkan jenis bateri biasa untuk peranti mudah alih - Melihat lithium-ion, litium-polimer, nikel-kadmium, hidrida nikel-logam, dan teknologi bateri lain.

Penyelidik Mencetak Baterai Stretchable ke Wearables Light - Penyelidik baru-baru ini menunjukkan teknologi bateri boleh dicas semula zink-silver-oxide baru yang dirumuskan yang boleh dicetak pada kain.

Para saintis menemui bahan bateri baru untuk mengecas super cepat dan operasi yang stabil - Para penyelidik sedang membangunkan anoda yang terbuat dari lithium titanate hydrate, sebuah senyawa galas air yang cepat.

Bateri Pepejal-Negeri Bergerak ke atas Li-ion - Bateri pepejal keadaan boleh membenarkan cip individu dapat bertenaga sendiri.

Startup bertujuan untuk membawa bateri natrium-ion ke pengeluaran besar-besaran menjelang 2020 - Tiamat syarikat Perancis berdedikasi untuk pembangunan dan pengeluaran alternatif kepada bateri lithium-ion.

Reka Bateri bateri Li-ion yang baru terus berfungsi selepas ia dipotong setengah atau dibuang dalam air laut - Penyelidikan menghasilkan reka bentuk bateri yang tahan toleransi.

Menjaganya selamat: bateri lithium-ion - Melihat kaedah yang digunakan untuk membantu menjadikan bateri Li-ion lebih selamat.

Nanodiamonds Dijumpai Mencegah Kebakaran Bateri Litium - Para saintis berpendapat bahawa mereka mempunyai penyelesaian terhadap apa yang menyebabkan kebakaran bateri Nota 7.

Menguji Peranti IoT: Bateri Kehidupan - Webinar TechOnLine dari Rhode & Schwarz mengenai cara berkesan untuk menguji dan menganalisis penggunaan hayat bateri oleh peranti IoT.

Oleh Richard Quinnell