Forschung zu Schnellladebatterien

Seit der Popularität von Mobiltelefonen wächst die Bedeutung von wiederaufladbaren Batterien weltweit. Laut Wikipedia waren im Jahr 2013 weltweit etwa 6,8 Milliarden Mobiltelefone (einschließlich Smartphones) in Gebrauch, und 97 von 100 Menschen weltweit besaßen mindestens ein Mobiltelefon. Diese Zahlen beinhalten einige der Ärmsten unter uns. Während viele Benutzer mehr als nur Sprachanrufe (und selten Textnachrichten) tätigen, wächst die Zahl und Vielfalt der Verfügbarkeit kostenloser, umfangreicher und einfach zu bedienender “Apps” (oder Anwendungen) täglich. … zieht nach und nach viele Leute aus dieser Kategorie an, um die “Hauptbenutzer” von Mobiltelefonen zu werden. Viele Menschen, die derzeit PCs als primäre Computergeräte verwenden, haben erkannt, dass PCs ihre Dominanz in der Computerwelt bald aufgeben werden, und haben ebenfalls begonnen, auf Smartphones umzusteigen. Es wird erwartet, dass diese Faktoren bis 2020 zu einem Anstieg der Smartphone-Nutzer um 35 % (oder 9,2 Milliarden weltweit) führen werden.

Da Smartphones dünner, leichter und intelligenter werden, größere Bildschirme verwenden und mehr, verbrauchen sie auch mehr Strom. Für den zukünftigen Erfolg des Smartphones besteht daher ein dringender Bedarf an ultraschnellem Laden eines Akkus mit großer Kapazität, der viele Male wieder aufgeladen werden kann, bevor er entladen wird.

Es gibt andere wichtige Apps, die für ihre Gesundheit auf schnelles Laden des akku angewiesen sind. Einer davon ist die Elektrofahrzeugindustrie (EV). Die Nutzer erwarten, dass die Ladezeit der Batterie proportional zur Tankzeit an der aktuellen Tankstelle ist, die etwa 4-5 Minuten beträgt. Eine weitere sehr wichtige Anwendung sind Smart Grids – intelligente Power-Management-Stationen, bei denen die Ein- und Ausgänge von Strom für die Benutzer gesteuert werden. Batterie mit großer Kapazität, schnelles Laden/Entladen ist notwendig, um überschüssige Energie zu speichern (wenn der Stromverbrauch den Bedarf übersteigt) und entladen, wenn die Energie knapp wird. Etwas weniger wichtig, aber wichtig sind Schnellladebatterien, die in Smartwatches, Smart Homes und Personal Health Devices (PHDs) verwendet werden.

Vor einigen Jahren war klar, dass Lithium-Ionen-Batterien (der beste Akku, der heute im Einsatz ist) für die Anforderungen der Zukunft völlig unzureichend sein würden. Zwischen der Lithium-Ionen-Technologie und den in die Zukunft projizierten Batterien der Zukunft klafft eine so große Lücke, dass ein „Quantensprung“ (oder eine Revolution) in der Batterietechnik ausreichen wird. Aus diesem Grund wurde, auch wenn es noch nicht in die Schlagzeilen gekommen ist, an vielen führenden Universitäts- und Unternehmensforschungs- und Entwicklungszentren verrückte Forschungen gestartet, um die neuesten Batterietechnologien der Zukunft mit Funktionen wie anpassbaren Ladezeiten zu entdecken. ein paar Minuten oder sogar Sekunden (wow!), weniger Gewicht (halb so viel wie eine Elektroautobatterie), mehr Kapazität, Sicherheit (keine Brände und elektrische Explosionen, die an die erwartete Boeing 787-Katastrophe von 2013 erinnern!), geringere Kosten viel niedrigere Kosten , Bedienkomfort und Zykluszeiten gehen in die Tausende und Zehntausende!

Der Gedanke, in der Vergangenheit in ein oder zwei Jahren einen “Quantensprung” in der Technologie zu erreichen, hätte viele in der wissenschaftlichen Gemeinschaft überfordert. Aber jetzt hat sich alles geändert! Menschen, die in letzter Zeit mit einem beispiellosen Sprung an die Grenzen des wissenschaftlichen Wissens gegangen sind, scheinen aktuelle Forscher an der Spitze der wissenschaftlichen Erkenntnisse eine vielversprechende Lösung mit nur einem Tropfen eines Hutes anzubieten!

Hier ist also eine Liste der vielversprechendsten Technologien, die zum Zeitpunkt der Erstellung dieses Artikels derzeit erforscht werden. (Hinweis: Die Forschung zum schnellen Laden von Batterien wird derzeit von vielen alternativen Technologien überschwemmt, die behaupten, die Nummer 1 zu sein. Aufgrund der schieren Anzahl von ihnen haben die Autoren nicht versucht, eine vollständige Liste bereitzustellen. Stattdessen ist die folgende Liste die beste von ihnen alle.)

ALUMINIUM-GRAPHIT-TECHNOLOGIE (siehe Links # 2 und 4 für Details):

Ganz oben auf der Liste steht die Aluminium-Graphit-Technologie, die an der Stanford University, USA, entwickelt wird. Das ist großartig, denn die Ladezeit beträgt 1 Minute (ja, 60 Sekunden!). Obwohl seine Kapazität etwa halb so groß ist wie die eines Lithium-Ionen, gleicht es diesen Nachteil mit einer langen Ladezeit mehr als aus. Im Vergleich zur Lithium-Ionen-Akkulaufzeit von etwa 1000 Ladezyklen hält der Aluminium-Graphit-Akku nicht weniger als 7500 Zyklen durch. Es ist viel sicherer als Lithium-Ionen – die Forscher sagen, dass es nicht brennen würde, selbst wenn Sie es bohren!

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