В японии создан альтернативный аккумулятор без риска возгорания

Японцы придумали альтернативу Li-Ion-аккумуляторам — Углеродный Аккумулятор Батарея

Японцы придумали альтернативу Li-Ion-аккумуляторам » Углеродный Аккумулятор » Техника » Наука » Лучшее 2014

Японцы придумали альтернативу Li-Ion-аккумуляторам

Категории: Техника » Наука

В настоящее время наиболее популярные аккумуляторы для мобильных и не только устройств остаются Li-ion и LI-pol.

При всех своих преимуществах, которые они имеют у них также много недостатков, таких как, уменьшение емкости с течением времени (старение), проявление так называемого » эффекта памяти», если не используется должным образом, риск возгорания в нарушение производственного процесса или условий использования.

Категории и теги: Техника » Наука » Углеродный, Аккумулятор, Батарея, Литий, Углерод, Power Japan Plus.

Приличная цена, которая особенно чувствуется, когда вы хотите емкий аккумулятор для электрических автомобилей.

И хотя многие исследователи пытались, питаются и улучшают эти батареи, назрела необходимость создания принципиально новых технологий. В интернете быстро распространить информация о молодой компании Power Japan Plus, которая развивает батареи нового типа.

Батареи, предложенные японскими изобретателями, будут более емкие, безопасные и дешевые, чем традиционные литий-ионные и литий-полимерные аккумуляторы. Кроме того, процесс зарядки тоже будет существенно меньше.

Компания, в которой был всего один год, использует углеродный материала анода и катода и надеется начать производство новых продуктов в этом году. Утверждается, что первая партия порядка 500-5000 батареи будет выпущен на пилотной линии на Окинаве, этим летом.

Использование углерода, как для анода и катода делает новую батарею более безопасной, поскольку это позволяет избавиться от легко воспламеняющихся оксида лития. Особенно таких взрывов и возгораний боятся производители электромобилей.

Полностью углеродные батареи деградирует гораздо медленнее, чем Li-ion, утверждают разработчики. Если традиционный аккумулятор имеет ограниченный срок службы чуть больше двух лет, в течение которых он проходит около 500 циклов зарядки / разрядки, изобретения Power Japan Plus поддерживает до трех тысяч таких циклов.

Благодаря особенности химических реакций в батареи, Длительность заряда может быть уменьшен в 20 раз. Отказ от оксида лития приводит к уменьшению габаритов батареи. С точки зрения экологии, полностью углеродная батарея, предпочтительней чем литий-ионная и гораздо проще в утилизации.

На самом деле идея полностью углеродной батареи не является новой и разрабатывается в Японии с 70-х годов прошлого века. Около 6-7 лет назад ученые университета Куйсю (Kyushu University) начали работу по нанотехнологиям и улучшению углеродного материала, что позволило увеличить производственную мощность этих батарей.

Power Japan Plus, по сути, занимается коммерциализацией достижений вышеупомянутого университета и продолжает работу по дальнейшему совершенствованию свойств углеродного материала.

Интересно, что развитие катода доверил уважаемым экспертом в данной области, Канаме Такее (Kaname Takeya), который является создателем катодов для Toyota Prius и Tesla Model s.

Теги: Углеродный, Аккумулятор, Батарея, Литий, Углерод, Power Japan Plus

Новое по теме: Наука

Категория: Техника » Наука
| 14-05-2014, 22:08 | Просмотров: 7692 | Комментарии (1)

Загрузка .

Японцы предложили альтернативу Li-Ion-аккумуляторам

В настоящее время самыми популярными аккумуляторами для мобильных устройств остаются литий-ионные. При всех своих преимуществах они имеют много недостатков, таких как уменьшение ёмкости со временем (старение), проявление так называемого эффекта памяти при неправильной эксплуатации, риск воспламенения при нарушении производственного процесса или условий использования. Большая цена, которая особенно чувствуется при необходимости создания ёмкой батареи для электромобиля, также относится к минусам. И хотя многие исследователи неоднократно предпринимали попытки улучшения этих аккумуляторов, всё же назрела необходимость создания принципиально новой технологии. На днях в Сети быстро распространилась информация о молодом стартапе Power Japan Plus, который занимается разработкой аккумуляторов нового типа.

Батареи, предлагаемые японскими изобретателями, будут более ёмкими, безопасными и дешевыми по сравнению с традиционными литиево-ионными аккумуляторами. Кроме того, процесс их зарядки также будет ощутимо более коротким. Компания, которой исполнился всего год, использует углеродный материал для анода и катода и надеется запустить производство новинки уже в текущем году. Издание The Atlantic утверждает, что первая партия объёмом порядка 500-5000 батарей будет выпущена на пилотной линии в Окинаве уже летом.

Читать еще:  Обзор htc u11 eyes: характеристики, камера, цена

Традиционный литий-ионный аккумулятор наряду с карбоновым стержнем включает также окись лития. Между анодом и катодом располагается электролит. В литиево-ионной батарее во время разряда ионы лития покидают углерод, также как и электроны. При этом окись металла получает дополнительные ионы и электроны. Во время зарядки к батарее прилагается более высокое напряжение, чем производимое аккумулятором, что заставляет ионы пройти в обратном направлении. Ионы лития мигрируют от катода к аноду. По сути электроны и ионы лития постоянно отделяются от карбонового стержня и возвращаются обратно.

Использование углерода одновременно для анода и катода делает новую батарею безопасной, так как позволяет избавиться от легко воспламеняемой окиси лития. Особенно таких воспламенений боятся производители электромобилей. Полностью углеродный аккумулятор деградирует намного медленнее литий-ионного, утверждают разработчики. Если традиционный аккумулятор имеет жизненный цикл два года, на протяжении которого он выдерживает около 500 циклов зарядки/разрядки, то изобретение Power Japan Plus поддерживает до трёх тысяч таких циклов. Благодаря особенностям химических реакций в такой батарее, длительность её зарядки можно сократить в 20 раз. Отказ от окиси лития ведёт также к удешевлению батареи. С точки зрения экологии, полностью углеродный аккумулятор также предпочтительнее литий-ионного и намного легче утилизируется.

На самом деле идея полностью углеродного аккумулятора не нова и разрабатывается японцами с 70-х годов прошлого столетия. Около 6-7 лет тому назад ученые Университета Куйсю (Kyushu University) начали работу над нанотехнологией и совершенствованием углеродного материала, что позволило повысить ёмкость таких батарей. Power Japan Plus, по сути, занимается коммерциализацией достижений упомянутого выше университета, хотя и работает над дальнейшим улучшением свойств углеродного материала (свою разработку она называет Carbon Complex). Интересно, что разработку катода доверили уважаемому эксперту в этой области Канаме Такее (Kaname Takeya), который является создателем катодов для Toyota Prius и Tesla Model S.

На сегодняшний день стартап включает всего восемь человек. Одной из главных задач является поиск источников финансирования для налаживания массового производства. Многие стартапы, предлагавшие новые аккумуляторные технологии, испытывали значительные трудности в поисках инвесторов, из-за чего их деятельность затухала. Дело в том, что для масштабирования производства батарей требуется много времени и огромные вложения. Но Power Japan Plus утверждает, что её батареи могут выпускаться на уже существующем оборудовании, поэтому ей требуется меньше денежных средств для старта. Первые модели будут нацелены на медицинское оборудование и спутниковую отрасль, где ключевым требованием является безопасность. Позже Power Japan Plus планирует охватить рынок аккумуляторов для электромобилей. И только после успеха в этих отраслях мы можем надеяться на появление полностью углеродных батарей в наших любимых гаджетах. Так что ждать ещё осталось долго.

Гонка за созданием лучшие батареи для электромобиля

Ученый из UCL (Университетский колледж Лондона) Дан Бретт занимается передовыми технологиями электромобилестрояния. Для него не так интересен внешний вид электрокара, как то, что находится внутри него — литий-ионная батарея.

Электрические транспортные средства, такие как Tesla, зависят от батарей. Обычные автопроизводители, переводящие свои производственные линии с двигателей внутреннего сгорания на электрические трансмиссии, используют литий-ионную технологию благодаря ее доступности.

Будущее аккумуляторов

МЭА предсказывает новый стремительный рост производства аккумуляторов, вызванного бурным ростом индустрии электромобилей, который к 2030 году должен достичь 125 миллионов автомобилей во всем мире.

Бретт утверждает, что такие батареи не являются идеальными для всех легковых и грузовых автомобилей. «Для автомобилей небольшого размера — они дают нормальный запас хода . но если вы используете грузовой автомобиль, я думаю, что эта батарея подведет вас», — говорит он.


Хотя литий-ионные батареи будут играть важную роль в будущем автомобильной промышленности, проблемы с небольшим запасом хода, безопасностью и долговечностью означают, что ученые вынуждены искать альтернативный аккумулятор для электромобилей будущего.

В сентябре Институт Фарадея, финансируемый правительством Великобритании исследовательский центр в Харвелле, объявил о выделении 55 миллионов фунтов стерлингов на проекты в области аккумуляторных батарей в попытке создать технологию, которая может лечь в основу нового электромобиля. Инвестиции направлены в консорциум пяти университетов в Шеффилде, Бате, Оксфорде, Лондоне и Сент-Эндрюсе.

«Мы работаем над всем, от материалов и химии до производства», — говорит Нил Моррис, исполнительный директор Института Фарадея. «Я уверен, что мы сможем сделать прорывы, которые снизят стоимость и улучшат производительность батарей».

В UCL, где Бретт возглавляет инновационные разработки, проводится тестирование множества аккумуляторов. Одним из новых фаворитов являются твердотельные батареи. Эта технология включает замену жидкой ключевой части батареи, известной как электролит, на твердое вещество.

Читать еще:  Обзор xiaomi redmi note 5 и 5а: технические характеристики, камера, размеры, комплектация


В литий-ионных батареях жидкий раствор лития используется в качестве электролита, но использование жидкости увеличивает риск воспламенения. Заменив его твердым материалом, таким как керамика или стекло, можно избежать пожара, в то время как аккумулятор заряжается быстрее.

Эта технология привлекла внимание такой компании, как Dyson, которая, несмотря на отказ от своего проекта электромобиля, продолжит вкладывать не менее 1 млрд фунтов стерлингов в исследования твердотельных аккумуляторов в своем кампусе в Малмсбери.

У твердотельных батарей существуют нерешенные проблемы. Еще не найден подходящий проводник, который может эффективно заменить жидкий электролит. «Твердотельная батарея действительно безопасна, но она и действительно дорога, поэтому, вероятно, она не появится но рынке в течение некоторого времени», — говорит Бретт.

Но не все упирается в твердотельную батарею. Университеты, такие как UCL, также рассматривают другие технологии, такие как натриевые и литий-серные батареи. Натриевые батареи представляют особый интерес для исследователей, так как изобилие натрия по сравнению с литием во всем мире означает, что батареи потенциально могут быть дешевле.

По словам профессора Пола Шеринга из химико-технологического отдела Калифорнийского университета, концентрация металла в таких местах, как Южная Америка, может привести к дефициту лития, но доступность натрия означает, что существует решение проблемы с истощением ресурсов.

Вивас Кумар из компании Benchmark Mineral Intelligence говорит, что автомобилестроительные компании исследуют аккумуляторные технологии, которые могут иметь серьезные преимущества.

Кобальт, основной элемент современных батарей, является дорогим металлом, который часто поставляется из опасных шахт в Демократической Республике Конго.


Уменьшение количества кобальта в аккумуляторах с никелем может дать тройную выгоду: экономическая эффективность, повышение плотности энергии, уход от проблем с добычей кобальта.

«Причина проста: когда у вас катод с более высоким содержанием никеля, плотность энергии выше. Большая плотность энергии имеет значение, потому что с одним и тем же аккумулятором вы можете ездить дольше», — говорит Кумар.

Однако путь к промышленному производству многих из этих технологий может быть долгим. Например коммерциализация литий-ионных аккумуляторов происходила в течение длительного периода времени, которую возглавили японские фирмы Panasonic и Asahi Kasei.

«Литий-ионный аккумулятор является фантастической технологией, которая достигла повсеместного применения, но потребовалось некоторое время, чтобы она закрепилась», — говорит Ширинг.

Некоторых компании имеют проблемы на этапе коммерциализации новых технологий. Компания FTSE 100 Джонсона Матти сделала крупнейшие инвестиции в разработку «усиленного литий-никелевого оксида» — или eLNO — материала, используемого для изготовления аккумуляторного катода. Это основной ограничивающий фактор в работе батареи.


Исполнительный директор Роберт Маклеод говорит, что хоть катод лишь малая часть аккумулятора, но она составляет 40% его стоимости. Поскольку на долю аккумуляторов приходится четверть стоимости электромобиля, становится очевидным, что, если у Джонсона Мэтти все выйдет — победит его технология.

Дополнительной проблемой, стоящей перед новой аккумуляторной технологией, является разработка гигафабрики. Общие производственные мощности литий-ионных аккумуляторов должны достичь 1211 ГВт*ч к 2025 году.

Быстрое увеличение емкости уже привело к падению цен на литий-ионные аккумуляторы на 85% в период между 2010 и 2018 годами, что означает, что покупатели аккумуляторов могут посчитать более удобным с экономической точки зрения выбор литий-ионных аккумуляторов по сравнению с аккумуляторами других производителей.

В конечном счете, такие исследователи, как Ширинг, полагают, что спрос на новые типы батарей будет создаваться разнообразным использованием батарей в автомобильной промышленности. опубликовано econet.ru по материалам telegraph.co.uk

Понравилась статья? Напишите свое мнение в комментариях.
Подпишитесь на наш ФБ:

Как избежать взрыва аккумулятора смартфона или ноутбука?

Мы все в какой-то степени в опасности, пока каждый из нас имеет в кармане, на столе или в руках устройства, способные нанести серьезный вред здоровью, вплоть до летального исхода

С начала массового распространения гаджетов начались сообщения о взрывах и возгораниях батарей. Взрывы аккумуляторов происходят по трем причинам: заводской брак, перегрев и банальное старение устройства. И если от первого не застрахован никто, то двух других факторов риска можно избежать, соблюдая правила эксплуатации и рекомендации Центра цифровой экспертизы Роскачества.

Не так давно компания Apple предупредила потребителей о риске возгорания от перегрева батарей в некоторых старых 15-дюймовых ноутбуках MacBook Pro с дисплеем Retina. Apple посоветовала клиентам прекратить использование устройств и вернуть компьютеры компании для замены батареи.

Читать еще:  Ресивер в компрессоре: назначение, выбор, изготовление своими руками

Быть может, это бы не звучало так устрашающе, если бы не внезапные случаи возгорания аккумуляторов разных устройств, после которых у пострадавших пользователей оставались ожоги на теле, требующие врачебного вмешательства, сгорали автомобили и дома. Последние несколько лет не проходит и месяца без очередного подобного взрыва – от этого не застрахован никто. В марте 2017 года произошёл и вовсе вопиющий случай: на борту самолёта прямо на голове женщины загорелись беспроводные наушники.

Мы все в какой-то степени в опасности, пока каждый из нас имеет в кармане, на столе или в руках устройства, способные нанести серьезный вред здоровью, вплоть до летального исхода. Эти устройства могут стать взрывными по неосторожности или из-за халатности производителя. Дело в том, что все они имеют одинаковый тип энергоносителя – литий-ионный аккумулятор. Этот тип электрического аккумулятора отличается от других подобных энергоносителей своей универсальностью, высокой плотностью энергии и неприхотливостью в плане обслуживания. Однако, например, из-за резкого перепада температуры литий-ионная батарея начинает вырабатывать газ, аккумулятор «надувается», а в редких случаях можно обнаружить течь. К тому же, любое повреждение или удар могут привести к чрезмерному нагреву батареи, что неизбежно повлечет за собой взрыв.

Всегда найдутся люди, которые несмотря на запрещающие надписи, наносимые на аккумуляторах и в сопроводительной документации будут разбирать аккумуляторы, снимать с них «мешающие» защитные схемы или пробовать усовершенствовать их, бросать в огонь, пытаться, сняв защиту, заряжать вне допустимых диапазонов температур, или непредусмотренными изготовителями зарядными устройствами, встроить «самые хай-топовские» аккумуляторы в старые устройства, надеясь увеличить длительность работы устройства или мощность электроинструмента или всякого рода скутеров. Подобные случаи зачастую приводят к фатальным последствиям и даже у самых-самых «продвинутых» разработчиков нет заранее ответов на «что будет если…», — отметил Директор Национальной ассоциации производителей источников тока «РУСБАТ», Председатель технического комитета Росстандарта ТК044 «Аккумуляторы и батареи» Сергей Орлов. Требуется скрупулезная и осмотрительная работа для выявления подводных камней, которые могут не только повредить Ваше оборудование или испортить костюм, но и поставить под угрозу Ваше дальнейшее существование». Общий совет, который дает эксперт – не совершать действий, не рекомендованных изготовителем.

Десятки компаний пытаются создать новый тип аккумулятора: улучшить его энергоёмкость, срок службы и сделать его безопасным. На смену уже «традиционным» литий-ионным аккумуляторам в обозримом будущем (в течение 2–5 лет) придет новое поколение литиевых аккумуляторов, в которых удалось совместить резкое повышение удельных характеристик (в 1,5–2 раза по сравнению с наиболее выдающимися традиционными по энергоемкости и в 10 раз по мощности) с существенным повышением безопасности, т.к. в них можно практически полностью отказаться от горючих органических веществ, в первую очередь жидкого электролита. Это так называемые батареи «all solid state» или полностью твердотельные, в качестве электролита в которых используются определенные виды керамики.

Что мы можем сделать сейчас, чтобы предотвратить взрыв гаджетов, которые нас окружают? Роскачество дает рекомендации для потребителей.

    Пользуйтесь фирменными зарядными устройствами либо сертифицированными данной фирмой блоками.

Не допускайте перегрева аппарата – не оставляйте его под прямыми лучами солнца или под подушкой.

Во время зарядки старайтесь не запускать энергоемкие игры и «тяжелые» для гаджета процессы, иначе ваше устройство получит двойной перегрев и, как следствие, сократится срок службы аккумулятора. Это правило не распространяется на случай, когда уровень заряда уже полон. Обычное использование гаджета на зарядке также ничем не грозит батарее.

Не забывайте о том, что аккумуляторы могут взорваться из-за неудачных падений, именно поэтому оставьте гаджет в стороне, если планируете заняться активным спортом.

Не носите гаджет в заднем кармане одежды, иначе если вы забудете про него и сядете на твердую поверхность, есть риск взрыва аккумулятора от механического повреждения.

Если ваш аккумулятор уже вздулся – ни в коем случае его не используйте, ведь там уже происходят химические реакции, которые могут повлечь за собой взрыв батареи.

Если так случилось, что у вас на глазах загорелся аккумулятор, важно выполнить четкий алгоритм действий:

Не прикасаясь к гаджету, выдерните из розетки зарядное устройство, а по возможности – обесточьте все помещение.

Перекройте доступ к устройству с помощью подручных средств – бросьте гаджет в воду или накройте его чем-то, что плохо горит.

Если реакция уже началась, остановить ее в бытовых условиях не представляется возможным. Необходимо быстро кинуть устройство в место, взрыв в котором не причинит ущерба.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector