Batteriedurchbruch könnte Schlüssel für fünfminütiges Aufladen des Smartphones sein

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Ein großer Fortschritt in der Batterieforschung könnte das Aufladen von Smartphones und Laptops in nur fünf Minuten ermöglichen.

Ein Team der University of Cambridge hat eine kostengünstige Methode entwickelt, um das Innere von Lithium-Ionen--Batterien auf eine bisher nicht mögliche Weise zu untersuchen.

Die Methode, die am Mittwoch in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde, ermöglicht es Forschern, die “Geschwindigkeitsbegrenzungen” für Ladezyklen innerhalb von Batterien zu identifizieren und dann Wege zur Maximierung zu findenihr Potenzial.

„Wir haben festgestellt, dass es für Lithium-Ionen-Batterien unterschiedliche Geschwindigkeitsbegrenzungen gibt, je nachdem, ob sie geladen oder entladen werden“, sagte Dr. Ashkay Rao vom Cavendish Laboratory in Cambridge, der die Forschung leitete.

„Beim Laden hängt die Geschwindigkeit davon ab, wie schnell die Lithiumionen die Partikel des Aktivmaterials passieren können.Beim Entladen hängt die Geschwindigkeit davon ab, wie schnell die Ionen an den Kanten eingefügt werden.Wenn wir diese beiden Mechanismen kontrollieren können, könnten Lithium-Ionen-Akkus viel schneller aufgeladen werden.“

Lithium-Ionen-Batterien sind in allem zu finden, von tragbaren Elektronikgeräten bis hin zu Elektrofahrzeugen, obwohl mehrere einschränkende Faktoren bestehen bleiben, die den Übergang zu einer Welt ohne fossile Brennstoffe verlangsamen.Langsame Ladezeiten und eine geringe Energiedichte im Vergleich zu Alternativen wie Benzin können die Benutzer frustrieren, während eine einfache Erhöhung der Energieübertragung zu Überhitzung oder Explosion führen kann.

Um diese Probleme zu überwinden und das Potenzial von Lithium-Ionen-Batterien zu maximieren, entwickelten die Cambridge-Forscher eine optische Mikroskopietechnik namens interferometrische Streuung.Dadurch konnten sie die Phasenübergänge im Lade-Entlade-Zyklus beobachten und verstehen, wie schnell dies möglich sein könnte.

Bisherige Methoden zur Beobachtung des Innenlebens von Lithium-Ionen-Batterien erforderten teure und zeitaufwendige Techniken wie Synchrotron-Röntgen oder Elektronenmikroskopie.

„Diese von uns entwickelte laborbasierte Technik bietet eine enorme Veränderung der Technologiegeschwindigkeit, sodass wir mit dem schnelllebigen Innenleben einer Batterie Schritt halten können“, sagte Co-Autor Dr. Christoph Schnedermann vom Cavendish Laboratory.

„Die Tatsache, dass sich diese Phasengrenzen tatsächlich in Echtzeit ändern, war wirklich überraschend.Diese Technik könnte ein wichtiges Puzzleteil bei der Entwicklung von Batterien der nächsten Generation sein.“

Die Überschrift dieses Artikels wurde am 7. Juli 2021 geändert. Ursprünglich lautete sie: „Durchbruch der Batterie zerstört die Geschwindigkeit des Smartphones“Limit “für fünf Minuten laden”, aber das war nicht der Fall.Es ist eine Entwicklung, die dazu beitragen kann, in Zukunft sehr kurze Ladezeiten zu ermöglichen.

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