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Cómo los investigadores hacen la batería ah en siete sencillos pasos
Desde teléfonos inteligentes a los coches eléctricos en dispositivos de almacenamiento de energía del hogar, baterías recargables alimentar nuestra vida moderna. Pero ¿se ha detenido a preguntarse qué hay dentro de estos dispositivos que nos permiten enviar emoji, conducir por la ciudad y mucho más? Si es así, echa un vistazo a la Instalación de la batería avanzada.La instalación es uno de los muy pocos laboratorios de fabricación de baterías experimentales que están disponibles para ayudar a la academia y la industria de desarrollar y probar nuevas baterías. La mayoría de estos lugares son propiedad de empresas privadas que mantienen sus propias pruebas en secreto, pero con algunos laboratorios del Departamento de Energía - Pacific Northwest National Laboratory, Laboratorio Nacional de Oak Ridge y Argonne National Laboratory - operar instalaciones más abiertas por lo que los resultados a menudo se pueden hacer público.
Instalación de la batería avanzada semi-automatizado de PNNL permite a los científicos para probar todo tipo de materiales diferentes - incluyendo el litio-metal, azufre, sodio y magnesio - para fabricar baterías duran más y almacenan más energía. Las pruebas están ayudando a los científicos de los laboratorios nacionales, universidades y la industria encontrar sustitutos de menor costo para la batería recargable más común de hoy en día, la batería de iones de litio.
En la Instalación de la batería avanzada, los científicos probar la conducción de nuevos materiales mediante el ensamblaje de ellos en baterías experimentales tamaño de un teléfono celular, llamadas "células" de la bolsa porque están encerrados en una bolsa de plástico sellada al vacío. Al igual que las baterías de tamaño completo, cada célula bolsa tiene tres partes principales: dos electrodos y un electrolito que los separa.
Cuando los almacenes de la batería y posteriores da hasta la electricidad, partículas cargadas pequeñas se mueven hacia atrás y adelante entre cada electrodo, que pasa a través del electrolito en el camino. Este proceso proporciona la electricidad que necesitamos para ver videos de gatos en nuestros teléfonos, Recorro la ciudad con los coches eléctricos e incluso almacenar energía renovable para un día lluvioso.
Entonces, ¿cómo todas estas partes ensamblen? Estos son los siete pasos más importantes en el proceso:
1. Electrodo de lodos: polvos que contienen los materiales activos en los electrodos (por ejemplo, litio) se mezclan en un recipiente grande con materiales de unión (que actúan como un pegamento) para crear lo que los científicos llaman una suspensión, o una pasta pegajosa.
2. recubrimiento del electrodo: La suspensión luego se extendió a cabo en un tiempo muy largo (hasta unos pocos cientos de pies) pedazo de papel, que rueda lentamente a través de altas temperaturas (hasta 300 grados Fahrenheit) para cocer el electrodo en un sólido.
3. Electrodo de estampación: El rodillo de electrodo cocido se corta en trozos más pequeños, que se colocan bajo una súper nítida, matriz rectangular. Con un movimiento brusco, el troquel empuja rápidamente en la hoja de electrodo y se corta una pieza de la batería electrodo individual.
4. Electrodo de apilamiento: Una máquina automatizada utiliza succión para recoger y hojas de liberación de material del electrodo corte y envolver una capa de aislamiento entre cada hoja. El resultado es una pila de electrodos tamaño de una tarjeta de crédito, que se escupió de la máquina con el giro de un brazo de metal.
5. Bolsa de decisiones: se presiona un material de barrera especial, resistente a la humedad para crear formas rectangulares. Una pila de electrodos se inserta en la forma resultante para crear una célula bolsa.
6. El electrolito de inyección: electrolito líquido se inyecta en una bolsa abierta de la batería.
7. sellado de la batería: La bolsa de la batería de electrolito empapado es y se coloca en una cámara de vacío, que elimina el exceso de aire del interior de la bolsa sellada al calor.
Tales células bolsa se ponen entonces a través de los pasos, continuamente cargado y descargado dentro de las cámaras de ambiente controlado que imitan las condiciones meteorológicas extremas (entre 20 y -140 grados Fahrenheit) durante al menos dos semanas.
Si una célula bolsa de prueba se realiza bien, su combinación única de diferentes materiales podría permitir a todos nosotros para alimentar nuestra vida más larga y mejor. Cuando se identifica una prometedora química de la batería, los laboratorios nacionales trabajan con empresas privadas para licenciar la tecnología, que las empresas se convierten en un producto que todos nosotros podemos comprar y usar.
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