Vědci použili úhledný chemický trik k řešení hlavní výzvy, které čelí budoucím bateriím. Jejich průlom připravuje cestu pro příští generaci elektrické vozidlo (Ev) baterie schopné napájet cesty 500 kilometrů (800 kilometrů) na jeden, 12minutový náboj.
Lithium-kovové baterie se liší od standardu lithium-iontové baterie v tom, že grafitová anoda je nahrazena lithiovým kovem. Tyto návrhy nabízejí mnohem vyšší hustotu energie, uvedli vědci v a prohlášení.
U ovladačů EV to znamená baterie, které se nabírají rychleji a jdou dále. Vědci však nebyli schopni stavět efektivní lithium-kovové baterie kvůli „dendritům“-větvení, krystalická látka, která roste na anodě během nabíjení a v průběhu času narušuje výkon baterie. To se zhoršuje během rychlého nabíjení a zvyšuje riziko zkratu baterie.
Ale v nové studii, zveřejněné 3. září v časopise Energie přírodyVědci našli způsob, jak pozastavit růst dendritu.
Tajemství spočívá v novém typu kapalného elektrolytu. „Výzkumníci uvedli vědci, uvedli vědci, že„ kohezi “na více než 185 000 mil (300 000 km) uvedli růst dendritu a prodloužení jejich životnosti na více než 185 000 km uvedli.
Související: Seznamte se s čínským supersportem, který právě rozbil rekord rychlosti EV
Lithium-ion i lithiové kovové baterie obsahují tekutý elektrolyt, který transportuje lithiové ionty mezi katodou a anoda Zatímco se baterie nabíjí a vybíjí. Rozdíl, jak již bylo zmíněno, mezi dvěma typy baterie spočívá v tom, že grafit v lithium-iontové baterii je nahrazen lithiovým kovem.
Ve fyzice baterie se hustota energie vztahuje na množství energie, kterou může baterie ukládat vzhledem k její hmotnosti nebo objemu – klíčovým faktorem, jak daleko může elektrické vozidlo cestovat za jediný náboj.
Výzkumný tým zjistil, že základní příčinou tvorby dendritu byla „nerovnoměrná mezifázová soudržnost na povrchu lithia kovu,“ uvedli vědci ve svém prohlášení. Jinými slovy, uvědomili si, že lithiové ionty se během nabíjení neukládají rovnoměrně přes anodu, což vytváří slabé body, kde se mohou začít tvořit dendrity.
K vyřešení tohoto problému vyvinuli kapalný elektrolyt, který je chemicky strukturován tak, aby zajistil, že ionty jsou rovnoměrněji ukládány přes povrch anody – pomáhají jim zabránit v seskupení do dendritů.
Při laboratorních testech se baterie nabila z 5% do 70% za 12 minut a udržovala tuto rychlost během 350 cyklů. Verze s vyšší kapacitou dosáhla 80% poplatku za 17 minut během 180 nabíjecích cyklů, uvedli vědci.
„Tento výzkum se stal klíčovým základem pro překonání technických výzev lithium-kovových baterií pochopením mezifázové struktury,“ spoluautor studie Hee díky KimVe svém prohlášení uvedl profesor chemického a biomolekulárního inženýrství na Korejském pokročilém institutu vědy a technologie (KAIST).
„Překonal největší bariéru zavedení lithium-kovových baterií pro elektrická vozidla.“
