Mokslininkai rado būdą, kaip patrigubinti ličio metalo baterijų tarnavimo laiką

Ličio metalinės baterijos yra viena perspektyviausių naujo tipo baterijų. Galų gale jų potencialus pajėgumas yra 10 kartų didesnis nei panašių ličio jonų baterijų.

Tačiau padidėjęs polinkis susidaryti dendritams ir korozinis metalinio ličio naikinimas neleido naujoms baterijoms visiškai užkariauti rinkos.

Tačiau panašu, kad Rice'o universiteto tyrimų grupė rado šios problemos sprendimą.

Mokslinė grupė pasiūlė gana elegantišką sprendimą: naudojant dažniausiai naudojamą juostą ir šiuolaikines lazerių technologijas, jiems pavyko sukurti visiškai naują elektrodo medžiagą.

Ličio metalinė baterija ir pagrindiniai jos trūkumai

Kuriant ličio metalinę bateriją, anodas (kuris kitose baterijose pagamintas iš grafito) yra pagamintas iš gryno metalinio ličio.

Kadangi ši medžiaga pasižymi padidėjusia savita energija, metalinis ličio gali 10 kartų padidinti baterijos talpą, taip pat daug kartų pagreitinti įkrovimo procesą.

Čia yra tik keletas reikšmingų trūkumų, o pagrindinis - padidėjęs polinkis formuotis vadinamiesiems dendritams.

Metalinis kaupimasis, kuris žymiai sumažins faktinę akumuliatoriaus talpą ir netgi gali užsidegti akumuliatorių dėl vidinio trumpojo jungimo.

Ką pasiūlė mokslininkai

Siekiant sumažinti dendrito susidarymo greitį, buvo pasiūlytas toks sprendimas:

Paimkite labiausiai įprastą škotą, įpilkite šiek tiek grafeno, apvyniokite jį vario srovės kolektoriumi (kuris yra ličio anodo dalis) ir apdorokite jį specialiai sureguliuotais lazeriais.

Tuo pačiu metu ruošinys buvo pašildytas iki ekstremalios 2026 laipsnių Celsijaus temperatūros, kuri pakeitė pradines ruošinio savybes.

Šis apdorojimas vario juostą pavertė poringa struktūra, kurią daugiausia sudarė silicis ir deguonis su nedidelėmis grafeno priemaišomis.

Tokiu būdu gautos medžiagos eksperimentai parodė, kad ji gali veikti kaip apsauginis apvalkalas srovės kolektorius, aktyviai sugerdamas ir išskirdamas metalinį ličio kiekį ir tuo pačiu neišprovokuodamas susidarymo nepageidaujami dendritai.

Be to, stipri ličio metalo oksidacija buvo dar viena rimta problema. Tai žymiai sumažino ličio metalinių baterijų efektyvumą ir tarnavimo laiką. Ir norint sumažinti šį efektą, reikėjo padidinti anodą.

Eksperimento metu gauta danga išsprendė ir šią problemą. Juk atlikti bandymai parodė, kad išbandytų prototipų tarnavimo laikas pailgėjo mažiausiai tris kartus, palyginti su panašiomis baterijomis be specialios dangos.

Tuo pačiu metu naujos baterijos išlaiko mažiausiai 70% pradinės talpos po 60 įkrovimo ir iškrovimo ciklų, o tai taip pat laikoma puikiu rezultatu.

Mokslininkai labai tikisi ateities plėtros ir toliau stengiasi pagerinti ličio metalinių baterijų veikimą.

Jei jums patiko medžiaga, tada uždėkite nykščius ir būtinai užsiprenumeruokite! Ačiū už dėmesį!