Batería De Nanocables: Ampliación de la vida útil de la batería a cientos de miles de ciclos

Por Fouad Sabry

¿Qué es una batería de nanocables?

El área de superficie de uno o ambos electrodos en una batería de nanocables puede aumentar mediante el uso de nanocables. Aunque se han mostrado muchos diseños e iteraciones de la batería de iones de litio, ninguno de ellos está listo para su compra en el mercado. Todas estas alternativas al ánodo de grafito convencional tienen el potencial de mejorar el rendimiento de la batería.

Cómo se beneficiará

(I) Insights, y validaciones sobre los siguientes temas:

Capítulo 1: Batería de nanocables

Capítulo 2: Electrodo

Capítulo 3: Batería de iones de litio

Capítulo 4: Nanobaterías

Capítulo 5: Nanodot

Capítulo 6: Fosfato de hierro y litio

Capítulo 7: Condensador de iones de litio

Capítulo 8: Batería de litio-azufre

Capítulo 9: Batería de estado sólido

Capítulo 10: Baterías de nanobolas

Capítulo 11: Nanoarquitecturas para baterías de iones de litio

Capítulo 12: Batería de litio-aire

Capítulo 13: Celda electroquímica metal-aire

Capítulo 14: Batería de iones de potasio

Capítulo 15: Batería de iones de sodio

Capítulo 16: Batería de iones de aluminio

Capítulo 17: Investigación en baterías de iones de litio

Capítulo 18: Batería de litio-silicio

Capítulo 19: Nanocable de silicio

Capítulo 20: Oxicarburo e glass

Capítulo 21: Batería de silicio de estado sólido

(II) Respondiendo a las principales preguntas del público sobre la batería de nanocables.

(III) Ejemplos del mundo real para la uso de baterías de nanocables en muchos campos.

(IV) 17 apéndices para explicar, brevemente, 266 tecnologías emergentes en cada industria para tener una comprensión completa de 360 ​​grados de las tecnologías de baterías de nanocables.

Para quién es este libro

Profesionales, estudiantes de pregrado y posgrado, entusiastas, aficionados y aquellos que desean ir más allá del conocimiento básico o la información para cualquier tipo de batería de nanocables.

• Idioma: Español
• Editorial: Mil Millones De Conocimientos [Spanish]
• Fecha de lanzamiento: 17 oct 2022

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Derechos de autor

Batería de nanocables Copyright © 2022 por Fouad Sabry. Todos los derechos reservados.

Todos los derechos reservados. Ninguna parte de este libro puede ser reproducida en cualquier forma o por cualquier medio electrónico o mecánico, incluyendo sistemas de almacenamiento y recuperación de información, sin permiso por escrito del autor. La única excepción es por un revisor, que puede citar extractos cortos en una revisión.

Portada diseñada por Fouad Sabry.

Este libro es una obra de ficción. Los nombres, personajes, lugares e incidentes son productos de la imaginación del autor o se usan ficticiamente. Cualquier parecido con personas reales, vivas o muertas, eventos o lugares es completamente coincidencia.

Sobresueldo

Puede enviar un correo electrónico a [e-mail] con el asunto Nanowire Battery: Extendiendo la duración de la batería a cientos de miles de ciclos, y recibirá un correo electrónico que contiene los primeros capítulos de este libro.

Fouad Sabry

Visite el sitio web de 1BK en

www.1BKOfficial.org

Prefacio

¿Por qué escribí este libro?

La historia de escribir este libro comenzó en 1989, cuando era estudiante en la Escuela Secundaria de Estudiantes Avanzados.

Es notablemente como las escuelas STEM (Ciencia, Tecnología, Ingeniería y Matemáticas), que ahora están disponibles en muchos países avanzados.

STEM es un plan de estudios basado en la idea de educar a los estudiantes en cuatro disciplinas específicas: ciencia, tecnología, ingeniería y matemáticas, en un enfoque interdisciplinario y aplicado. Este término se usa típicamente para abordar una política educativa o una elección de currículo en las escuelas. Tiene implicaciones para el desarrollo de la fuerza laboral, las preocupaciones de seguridad nacional y la política de inmigración.

Había una clase semanal en la biblioteca, donde cada estudiante es libre de elegir cualquier libro y leer durante 1 hora. El objetivo de la clase es animar a los estudiantes a leer materias distintas al currículo educativo.

En la biblioteca, mientras miraba los libros en los estantes, noté libros enormes, un total de 5,000 páginas en 5 partes. El nombre del libro es La Enciclopedia de la Tecnología, que describe todo lo que nos rodea,desde el cero absoluto hasta los semiconductores, casi todas las tecnologías, en ese momento, se explicaban con ilustraciones coloridas y palabras simples. Comencé a leer la enciclopedia y, por supuesto, no pude terminarla en la clase semanal de 1 hora.

Así que convencí a mi padre para que comprara la enciclopedia. Mi padre compró todas las herramientas tecnológicas para mí al comienzo de mi vida, la primera computadora y la primera enciclopedia tecnológica, y ambas tienen un gran impacto en mí y en mi carrera.

He terminado toda la enciclopedia en las mismas vacaciones de verano de este año, y luego comencé a ver cómo funciona el universo y cómo aplicar ese conocimiento a los problemas cotidianos.

Mi pasión por la tecnología comenzó hace más de 30 años y aún así el viaje continúa.

Este libro es parte de La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes, que es mi intento de dar a los lectores la misma experiencia increíble que tuve cuando estaba en la escuela secundaria, pero en lugar de las tecnologías del siglo 20, estoy más interesado en las tecnologías emergentes del siglo 21, las aplicaciones y las soluciones de la industria.

La Enciclopedia de Tecnologías Emergentes constará de 365 libros, cada libro se centrará en una sola tecnología emergente. Puede leer la lista de tecnologías emergentes y su categorización por industria en la parte de Próximamente, al final del libro.

365 libros para dar a los lectores la oportunidad de aumentar su conocimiento sobre una sola tecnología emergente todos los días en el transcurso de un período de un año.

Introducción

¿Cómo escribí este libro?

En cada libro de La Enciclopedia de las Tecnologías Emergentes, estoy tratando de obtener información de búsqueda instantánea y cruda, directamente de las mentes de las personas, tratando de responder a sus preguntas sobre la tecnología emergente.

Hay 3 mil millones de búsquedas en Google todos los días, y el 20% de ellas nunca se han visto antes. Son como una línea directa a los pensamientos de la gente.

A veces eso es '¿Cómo elimino el atasco de papel?'. Otras veces, son los miedos desgarradores y los anhelos secretos que solo se atreverían a compartir con Google.

En mi búsqueda por descubrir una mina de oro sin explotar de ideas de contenido sobre Nanowire Battery, utilizo muchas herramientas para escuchar los datos de autocompletar de motores de búsqueda como Google, luego rápidamente saco cada frase y pregunta útil, la gente pregunta sobre la palabra clave Nanowire Battery.

Es una mina de oro de conocimiento de las personas, que puedo usar para crear contenido, productos y servicios frescos y ultra útiles. La gente amable, como tú, realmente quiere.

Las búsquedas de personas son el conjunto de datos más importante jamás recopilado sobre la psique humana. Por lo tanto, este libro es un producto en vivo, y constantemente actualizado por más y más respuestas para nuevas preguntas sobre Nanowire Battery, hechas por personas, como usted y yo, que se preguntan sobre esta nueva tecnología emergente y les gustaría saber más sobre ella.

El enfoque para escribir este libro es obtener un nivel más profundo de comprensión de cómo las personas buscan en torno a Nanowire Battery, revelando preguntas y consultas que no necesariamente pensaría en la parte superior de mi cabeza, y respondiendo estas preguntas con palabras súper fáciles y digeribles, y navegar por el libro de una manera directa.

Entonces, cuando se trata de escribir este libro, me he asegurado de que sea lo más optimizado y específico posible. El propósito de este libro es ayudar a las personas a comprender mejor y aumentar su conocimiento sobre Nanowire Battery. Estoy tratando de responder a las preguntas de la gente lo más cerca posible y mostrando mucho más.

Es una manera fantástica y hermosa de explorar preguntas y problemas que tienen las personas y responderlos directamente, y agregar perspicacia, validación y creatividad al contenido del libro, incluso lanzamientos y propuestas. El libro descubre áreas ricas, menos concurridas y, a veces, sorprendentes de demanda de investigación que de otro modo no alcanzaría. No hay duda de que, se espera que aumente el conocimiento de las mentes de los lectores potenciales, después de leer el libro utilizando este enfoque.

He aplicado un enfoque único para hacer que el contenido de este libro sea siempre fresco. Este enfoque depende de escuchar las mentes de las personas, mediante el uso de las herramientas de escucha de búsqueda. Este enfoque me ayudó a:

Conozca a los lectores exactamente donde están, para que pueda crear contenido relevante que toque la fibra sensible y genere una mayor comprensión del tema.

Mantén mi dedo firmemente en el pulso, para que pueda obtener actualizaciones cuando la gente hable sobre esta tecnología emergente de nuevas maneras y monitorear las tendencias a lo largo del tiempo.

Descubra tesoros ocultos de preguntas que necesitan respuestas sobre la tecnología emergente para descubrir ideas inesperadas y nichos ocultos que aumentan la relevancia del contenido y le dan una ventaja ganadora.

El bloque de construcción para escribir este libro incluye lo siguiente:

(1) He dejado de perder el tiempo en ideas viscerales y conjeturas sobre el contenido deseado por los lectores, llené el contenido del libro con lo que la gente necesita y dije adiós a las infinitas ideas de contenido basadas en especulaciones.

(2) He tomado decisiones sólidas, y he tomado menos riesgos, para obtener asientos de primera fila para lo que la gente quiere leer y quiere saber, en tiempo real, y usar los datos de búsqueda para tomar decisiones audaces, sobre qué temas incluir y qué temas excluir.

(3) He simplificado mi producción de contenido para identificar ideas de contenido sin tener que examinar manualmente las opiniones individuales para ahorrar días e incluso semanas de tiempo.

Es maravilloso ayudar a las personas a aumentar su conocimiento de una manera directa simplemente respondiendo a sus preguntas.

Creo que el enfoque de escribir este libro es único, ya que recopila y rastrea las preguntas importantes que hacen los lectores en los motores de búsqueda.

Reconocimientos

Escribir un libro es más difícil de lo que pensaba y más gratificante de lo que podría haber imaginado. Nada de esto hubiera sido posible sin el trabajo realizado por prestigiosos investigadores, y me gustaría reconocer sus esfuerzos para aumentar el conocimiento del público sobre esta tecnología emergente.

Dedicación

Para los iluminados, los que ven las cosas de manera diferente y quieren que el mundo sea mejor, no les gusta el status quo o el estado existente. Puedes estar demasiado en desacuerdo con ellos, y puedes discutir con ellos aún más, pero no puedes ignorarlos, y no puedes subestimarlos, porque siempre cambian las cosas ... Empujan a la raza humana hacia adelante, y mientras algunos pueden verlos como locos o aficionados, otros ven genios e innovadores, porque los que están lo suficientemente iluminados como para pensar que pueden cambiar el mundo, son los que lo hacen, y llevan a la gente a la iluminación.

Epígrafe

El área de superficie de uno o ambos electrodos en una batería de nanocables puede aumentarse mediante el uso de nanocables. Aunque se han mostrado muchos diseños e iteraciones de la batería de iones de litio, ninguno de ellos está listo para su compra en el mercado. Todas estas alternativas al ánodo de grafito convencional tienen el potencial de mejorar el rendimiento de la batería.

Tabla de contenidos

Derechos de autor

Sobresueldo

Prefacio

Introducción

Reconocimientos

Dedicación

Epígrafe

Tabla de contenidos

Capítulo 1: Batería de nanocables

Capítulo 2: Electrodo

Capítulo 3: Batería de iones de litio

Capítulo 4: Nanobaterías

Capítulo 5: Fosfato de hierro y litio

Capítulo 6: Fosfato de hierro y litio

Capítulo 7: Condensador de iones de litio

Capítulo 8: Batería de azufre de litio

Capítulo 9: Batería de estado sólido

Capítulo 10: Nanoarquitecturas para baterías de iones de litio

Capítulo 10: Nanoarquitecturas para baterías de iones de litio

Capítulo 12: Batería de aire de litio

Capítulo 13: Celda electroquímica de aire metálico

Capítulo 14: Batería de iones de potasio

Capítulo 15: Batería de iones de sodio

Capítulo 16: Batería de iones de aluminio

Capítulo 17: Investigación en baterías de iones de litio

Capítulo 18: Batería de litio y silicio

Capítulo 19: Nanocables de silicio

Capítulo 20: Vidrio de oxicarburo

Capítulo 21: Batería de silicio de estado sólido

Epílogo

Sobre el autor

Próximamente

Apéndices: Tecnologías emergentes en cada industria

Capítulo 1: Batería de nanocables

El área de superficie de uno o ambos electrodos en una batería de nanocables puede aumentarse mediante el uso de nanocables. Aunque se han anunciado otras versiones de la batería de iones de litio, incluidas las basadas en silicio, germanio y óxidos de metales de transición, ninguna de ellas está disponible para su compra en el mercado. Todas estas alternativas al ánodo de grafito convencional tienen el potencial de mejorar el rendimiento general de la batería.

Debido al hecho de que tiene cualidades de material beneficiosas, el silicio es un material atractivo para su uso en aplicaciones como ánodos en baterías de litio.

En particular, el silicio tiene un bajo potencial de descarga y una gran capacidad de carga teórica, que es diez veces mayor que la de los ánodos de grafito comunes que se utilizan en la industria en este momento.

Estas características pueden mejorarse mediante el uso de nanocables, lo que aumentaría la cantidad de área de superficie que está en contacto con el electrolito, aumentando así la densidad de potencia del ánodo y permitiendo una carga más rápida y una mayor entrega de corriente.

Sin embargo, debido a la expansión de volumen que se produce durante la litiación, se ha restringido el uso de ánodos de silicio en las baterías.

Durante el proceso de carga, el silicio experimenta una expansión del 400 por ciento como resultado de su intercalación con el litio, lo que hace que la sustancia se vuelva menos útil como consecuencia.

Una expansión anisotrópica del volumen está teniendo lugar aquí, como resultado de la propagación de la fractura que ocurrió poco después de un frente de litiación en movimiento.

El resultado de estas fisuras es la pulverización y una pérdida significativa de capacidad, las cuales son visibles dentro de los primeros ciclos.

Proporciona una visión general de los estudios preliminares realizados sobre ánodos basados en silicio para células secundarias de iones de litio.

En particular, Hong Li et al

Un concepto requiere que se coloque un recubrimiento de nanocables de silicio sobre un ánodo hecho de acero inoxidable. El silicio es capaz de almacenar litio diez veces más eficientemente que el grafito, lo que resulta en una mayor densidad de energía. La densidad de potencia del ánodo aumenta debido a su enorme área de superficie, lo que también permite cargar rápidamente la batería y producir una alta corriente. En 2007, la Universidad de Stanford fue el sitio de la invención del ánodo.

Los investigadores completaron 250 ciclos de carga en septiembre de 2010, preservando más del 80 por ciento de la capacidad de almacenamiento original en todos ellos.

Se planteó la hipótesis de que una batería de iones de litio con un ánodo de nanocables de germanio podría mejorar tanto la densidad de energía como la durabilidad del ciclo de la batería. De la misma manera que el silicio, el germanio tiene una gran capacidad teórica (1600 mAh g-1), se expande mientras se carga y se descompone después de un número relativamente bajo de ciclos.

Los óxidos de metales de transición (TMO), como Cr 2 O 3, Fe 2 O 3, MnO 2, Co3 O 4 y PbO 2, materiales de celda tradicionales en la batería de iones de litio (LIB) y otros sistemas de baterías, los materiales de ánodo hechos de iones de litio ofrecen numerosos beneficios sobre los materiales de celda convencionales.

Algunos de ellos tienen una gran capacidad de energía teóricamente disponible, y ocurren en grandes cantidades por naturaleza, no peligrosos para los humanos además de ser seguros para el medio ambiente.

Teniendo en cuenta que la idea del electrodo de batería nanoestructurado acaba de ser presentada, los investigadores están comenzando a investigar el uso de nanocables basados en TMO como materiales de electrodos en sus experimentos.

En el siguiente párrafo, hablaremos sobre algunos estudios recientes