แบตเตอรี่ nanowire คืออะไร?

แบตเตอรี่ nanowire เป็นรูปแบบของแบตเตอรี่ที่เก็บสารเคมีตามรุ่นแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนซึ่งพัฒนาขึ้นเป็นครั้งแรกในปี 2550 ที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดในสหรัฐอเมริกามันยังคงอยู่ระหว่างการปรับแต่ง ณ ปี 2011 โดยมียอดขายให้กับสาธารณะที่กำหนดไว้สำหรับปี 2012 เทคโนโลยีใช้อาร์เรย์ของ nanowires ซิลิคอนที่เชื่อมต่อจำนวนมากในระดับพันล้านของ A-meter ซึ่งตั้งอยู่ที่ปลายแรงดันไฟฟ้าลบของแบตเตอรี่ความก้าวหน้าทางวิทยาศาสตร์วัสดุนี้ได้เพิ่มความหนาแน่นของการจัดเก็บจาก 8 เป็น 10 เท่าของแบตเตอรี่ลิเธียมไอออนทั่วไปซึ่งจะทำให้บางอย่างเช่นกล้องที่สามารถชาร์จไฟได้โทรศัพท์มือถือหรือแบตเตอรี่แล็ปท็อปได้นานกว่า 8 ถึง 10 เท่าก่อนที่มันจะหมดลงและมีที่จะเสียบเข้าด้วยกันแบตเตอรี่ nanowire ก็ถูกมองว่าเป็นการพัฒนาที่สำคัญสำหรับรถยนต์ไฟฟ้าเนื่องจากมีอัตราการชาร์จที่เร็วกว่ามากทั้งสองเนื่องจากพื้นที่ผิวที่เพิ่มขึ้นของนาโนตัวเองและเนื่องจากการใช้ซิลิคอนในโครงสร้างทางเคมี

หลักการที่อยู่เบื้องหลังแบตเตอรี่ nanowire ได้อำนวยความสะดวกในการวิจัยที่คล้ายกันที่ Sandia National Laboratories ในสหรัฐอเมริกา ณ ปี 2010 ที่มีการใช้ขั้วบวกซิลิคอนนาโนที่เกิดขึ้นจาก nanowire เพียงหนึ่งเดียวnanowire นี้มีความกว้าง 100 นาโนเมตรหรือประมาณความกว้างของเซลล์เม็ดเลือดแดงโดยเฉลี่ยและยาวประมาณ 10,000 นาโนเมตรหรือ 0.01 มิลลิเมตรจุดประสงค์ของแบตเตอรี่นี้ซึ่งทำด้วยกล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอนแบบส่งสัญญาณ (TEM) คือการวิจัยเพิ่มเติมความสามารถของเทคโนโลยีนอกจากนี้ยังมีแผนสำหรับมันที่จะทำหน้าที่เป็นแหล่งพลังงานขนาดเล็กมากสำหรับการปลูกถ่ายทางการแพทย์เช่นเดียวกับพลังงานอุปกรณ์ไมโครอิเล็กทรอนิกส์อื่น ๆ

การพัฒนาของแบตเตอรี่ nanowire ถูกมองว่าเป็นการปฏิวัติแม้ว่ามันจะมีข้อ จำกัด ที่ จำกัดเนื่องจากพื้นที่ผิวของ nanowires รวมกันมากกว่าพื้นที่ที่กราไฟท์ขั้วบวกในแบตเตอรี่ทั่วไปมีหลังจากระยะเวลาของการชาร์จหลายเฟส nanowires เริ่มได้รับอิเล็กโทรไลต์อินเตอร์เฟสที่เป็นของแข็ง (SEI)นี่คือประเภทของการเคลือบสารเคมีที่ จำกัด กำลังการผลิตในปัจจุบันของขั้วบวกนาโนซิลิคอนข้อ จำกัด ดังกล่าวอาจส่งผลให้เกิดพลังงานลดลงอย่างรวดเร็วสำหรับแบตเตอรี่ nanowire ตามอายุแม้ว่าการวิจัยแสดงให้เห็นว่าพวกเขาสามารถชาร์จได้จริงถึง 80% ของระดับเต็มอย่างน้อย 250 ครั้งและเป้าหมายคือการไปถึงระดับการเติมเงิน3,000 เท่าในผลิตภัณฑ์เชิงพาณิชย์

การวิจัยเกี่ยวกับแบตเตอรี่จัดเก็บที่ใช้ซิลิคอนได้ดำเนินการมานานกว่าสามสิบปีปัญหาในทางปฏิบัติเกี่ยวกับการบวมของซิลิคอนได้ จำกัด ประโยชน์ของความคิดจนกว่าจะถูกประดิษฐ์ขึ้นนาโนนักวิจัยหลักในโครงการที่มหาวิทยาลัยสแตนฟอร์ดดร. ยี่คูอิได้ทำการปรับปรุงแบตเตอรี่นาโนไฟร์มาตั้งแต่อย่างน้อยปี 2550 ตอนนี้เห็นว่ามีความสามารถในการปรับระดับให้สูงขึ้นถึงระดับการผลิตจำนวนมากโดยการใช้นาโนคาร์บอนซิลิกอนซึ่งไม่ต้องการอุณหภูมิสูงที่จะเติบโตเหมือนซิลิคอนบริสุทธิ์ทำ