SAMSUNG_112022 Advertisement SAMSUNG_112022 Advertisement SAMSUNG_112022 Advertisement

Nová gélová náplň by mohla strojnásobiť životnosť lítiových batérií pre elektromobily a drony

Technológie
0

Čínski vedci vyvinuli novú technológiu, ktorá by mohla strojnásobiť životnosť tradičnej lítiovo-iónovej batérie a znížiť riziko jej vznietenia. Táto technológia, ktorá nahrádza chemický roztok batérie novou látkou s gélovou konzistenciou, by sa mohla rozšíriť a nájsť okamžité uplatnenie v rýchlo sa rozvíjajúcom priemysle elektrických vozidiel. Podrobnosti štúdie, ktorú uskutočnili výskumníci z Pekinskej univerzity chemickej technológie, boli nedávno zverejnené v odbornom časopise Advanced Functional Materials.

Keďže kapacita batérie opakovaným nabíjaním a vybíjaním klesá, kľúčovým ukazovateľom jej životnosti je zachovanie kapacity. Výskumníci vykonali sériu testov na meranie retenčnej schopnosti novej batérie. Batériu vybili na 100 %, čo je v skutočnosti proces škodlivý pre životný cyklus batérie, ale je účinný pri odhaľovaní problémov. Po 300 cykloch nabíjania a 100-percentného vybíjania mala nová batéria 92-percentnú kapacitu, zatiaľ čo batéria s lítiovou anódou a tekutými elektrolytmi zostala len na 30 percentách.

Tento úspech podľa výskumníkov naznačuje, že batéria by mala podstatne dlhšiu životnosť ako iné batérie vyrobené najmodernejšou technológiou. Batéria by sa mohla použiť pre elektrické vozidlá alebo drony, aby sa predĺžila ich životnosť, uviedli vedci vo svojom článku v časopise. Keďže lítiová kovová anóda v Li-ion batériách je aktívna vo svojom prirodzenom stave a môže reagovať s tradičným kvapalným elektrolytom, čo vedie k strate účinnosti a problémom s bezpečnosťou, vedci vyvinuli gélové polymérové elektrolyty (GPE), polotuhý alebo polotekutý materiál, ako nový druh náplne do lítiových batérií. 

Tradičné kvapalné roztoky majú výhodu vysokej vodivosti, čo znamená, že prenášajú ióny lítia rýchlejšie. Pevné polymérové elektrolyty na druhej strane ponúkajú vyššiu flexibilitu a lepšiu požiarnu bezpečnosť. GPE sú podľa výskumníkov strednou cestou – spájajú výhody v oblasti vodivosti a bezpečnosti. GPE sa skladajú z nanočastíc oxidu kremičitého a nanočastíc, ktoré slúžia ako anorganické plnivá, pričom nanovlákno funguje ako nosný substrát pre nanočastice. Výskumníci použili aj tekutý elektrolyt na vyplnenie voľného priestoru medzi pórmi a vytvorili tak rôsolovitý elektrolyt.

Nanokremík a nanočastice môžu zvýšiť vodivosť, pretože stimulujú pohyb elektricky nabitých iónov v lítiu a chemických látkach. Subnanometrová pórovitá štruktúra môže ďalej zvýšiť voľnosť pohybu iónov lítia. Nanočastice zvyšujú aj požiarnu bezpečnosť GPE, pretože nie sú svojou povahou horľavé. A nanovlákna, ktoré sú porézne, podporujú a zvyšujú pružnosť vnútornej štruktúry batérie. Všetky tieto vlastnosti podľa výskumníkov dodávajú novému elektrolytu mimoriadnu stabilitu a výkon.

Zdroj: scmp.com.

Zobrazit Galériu

Redakcia

Všetky autorove články

Mohlo by vás zaujímať

Mohlo by vás zaujímať