¿Cuándo va a suceder un avance en la tecnología de baterías?

Bueno, no es una posibilidad cero, ya que siempre hay algo por venir, pero las posibilidades de un avance como el que usted describe son muy pequeñas.

El problema está en el tamaño. Cualquier material tiene una cierta densidad de energía. Cuanto más material empujes, mejor. Si haces una sola celda, obtienes un cierto voltaje, y no importa cuáles sean las dimensiones de esa celda, obtienes el mismo voltaje pero una mejor capacidad para suministrar corriente si la haces más grande. Puede vincular las celdas en serie para obtener un mayor voltaje, en paralelo para una mayor capacidad, y aquí está el problema.

Considera un teléfono móvil. Midiendo el mío, mide aproximadamente 113 X 62 X 11 mm. Elegí este modelo en particular porque tiene el tamaño adecuado para que se ajuste perfectamente y con seguridad en el bolsillo interior de mi chaqueta. Cuando llevo mi uniforme de trabajo, también es del tamaño adecuado para caber en el bolsillo trasero de mi uniforme sin caerse. Pesa menos de 120 g, por lo que no tira nada ni se interpone en el camino.

Ahora no todas esas dimensiones se destinan al espacio de la batería. Hay una pantalla, el sistema de radio, una cámara, bluetooth, sin mencionar los moduladores / demoduladores y un pequeño sistema de computadora a bordo. Tienes que colocar una SIM y una cubierta protectora allí. La batería es increíblemente delgada. Si el teléfono ha estado ocupado ese día, necesitará aplicar un ciclo de carga al final de la tarde, de lo contrario puede durar uno o dos días. Y esta es la tecnología de punta.

Actualmente podemos fabricar baterías que alimentarán su teléfono durante meses. Pero necesitarías una carretilla para transportarlo.

Hay una cosa llamada batería de aluminio y aire. Parecía prometedor al principio. Funciona en la reacción de oxígeno con aluminio. Pero no era recargable y muy caro. Hace un par de años escuché que la Universidad de Stanford en los EE. UU. Había encontrado una manera de hacerlos recargables, pero desde entonces no he escuchado nada.

Sin embargo, la densidad de energía sigue siendo muy pequeña. Me temo que cualquier cosa que funcione por una reacción química no va a durar mucho tiempo en uso constante. A menos que se presente algo hasta ahora completamente desconocido, no creo que haya una tecnología de batería que venga en un tamaño manejable que haga lo que usted describe.

Creo que su definición de avance conduce a la respuesta: NO.

Pero también creo que hay muchos otros avances en el desarrollo en este momento o que ya existen que mejorarán sustancialmente la seguridad y la vida útil de las baterías; ninguno de los que conozco aumentará la densidad de energía del objeto básico en un factor de diez o cien, pero de ninguna manera lo sé todo.

Aquí hay algunos ejemplos de cosas que ya han sucedido y por qué son importantes.

  • [matemática] LiFePO_4 [/ matemática] – baterías de fosfato de hierro y litio: las baterías de iones de litio son famosas por la fuga térmica durante la carga porque tienen una relación de voltaje muy plano con el estado de carga. No se puede detectar el final de la carga con un aumento no tan sutil del voltaje como los de un electrodo de plomo-ácido. Entonces, tienes que contar cada Joule que estás poniendo, revisar tus matemáticas y rezar un poco. Ingrese el fosfato de hierro y litio con un buen aumento en el voltaje de la celda cuando esté lleno. Ahora puede usar una carga simple hasta que vea el algoritmo de subida sin problemas ni disparos. Esto es enorme Sí, tiene menor densidad de energía / potencia que un ion de litio. Si le gusta “no fire”, esto puede ser un compromiso aceptable.
  • Se están desarrollando muchas químicas alrededor de los sistemas de ánodos que pueden tomar muchos ciclos antes de su eliminación / reciclaje. Diré que la vida útil del ciclo es más importante que la densidad de energía, especialmente para las aplicaciones de crecimiento muy importantes, como el almacenamiento en red, que mejorará la aplicabilidad de las fuentes de energía renovables.

Puede obtener pequeñas celdas de combustible de metanol para sus productos electrónicos de consumo ahora que tienen una gran densidad de energía. No voy a hacer su investigación por usted al respecto. No son baratos, pero se parecen más al reactor nuclear sin licencia que parece desear. 🙂

Respetuosamente,

Jack

¿Tecnología de batería que permitirá a las personas usar sus dispositivos durante semanas o meses sin cobrarles?

El salto de la capacidad de energía medida en horas a meses es un orden de magnitud que, al menos actualmente, no se puede hacer con baterías.

Piense en el contexto de la densidad de energía requerida y las restricciones de empaque y el problema será bastante evidente. Esta es la razón por la cual los diseñadores de electrónica también se están acercando al desafío mediante el desarrollo de dispositivos de baja potencia.

Considere su computadora portátil moderna: Intel ha reducido su TDP de procesador a 15 W utilizando procesos de 14 nm para su procesador Core i7 de séptima generación para permitirle funcionar mucho más tiempo (y más frío) utilizando la misma capacidad de batería en sus generaciones anteriores.

Si alguien en la industria de las baterías lo sabe, no se les permitirá compartir la respuesta en Quora antes de que suceda.

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