Акумулятори нового покоління для електромобілів будуть безпечніші та довговічніші
Команда вчених знайшла технічне рішення
Акумулятори нового покоління для електромобілів будуть безпечніші та довговічніші/Фото: pexels
Швейцарська команда розробила спосіб подовжити термін служби твердотільних акумуляторів. Це дуже важливий винахід, оскільки електромобілі стають все більше популярними по всьому світу.
Деталі
Працівники в Інституті Пола Шеррера ( PSI ) роблять твердотільні акумулятори стійкішими до короткого замикання та простішими у виробництві. Роботу очолив доктор Маріо Ель Казці, який очолює дослідження матеріалів для акумуляторів та діагностики в PSI. Його дослідження зосереджені на інтерфейсах, які виходять з ладу під тиском.
В огляді викладено, як органічні рідини в сучасних електролітах підвищують ризики для безпеки зі зростанням щільності енергії. Ці рідини добре переносять заряд, але вони також можуть спричиняти пожежі, коли пошкоджені елементи занадто сильно нагріваються. Заміна їх твердим електролітом — частинкою, яка дозволяє іонам літію рухатися — видаляє один із найбільш горючих інгредієнтів.
Навіть без легкозаймистої рідини інженерам все одно доводиться запобігати внутрішнім коротким замиканням, які можуть нагрівати акумулятор до виходу його з ладу. Твердотільні акумулятори часто використовують літій-металевий матеріал, оскільки він утримує більше заряду в меншому просторі, ніж графіт. У цій конструкції використовується літій-металевий анод — тонкий літієвий лист, який накопичує заряд, але нерівномірно електризується під час заряджання. В одному з досліджень це нерівномірне покриття пов'язане з літієвими дендритами — голкоподібними літієвими наростами, які викликають короткий розряд батарей. Коли дендрит досягає протилежного електрода, електрони рухаються прямим шляхом, і батарея може раптово вийти з ладу.
Дослідники обрали сульфідний матеріал, який дозволяє іонам літію швидко рухатися через твердий шар. Вони працювали з Li6PS5Cl, сульфідним електролітом зі швидким потоком літій-іонів, який іноді в лабораторіях називають LPSCl. Швидкий рух іонів має значення, оскільки заряджання залежить від літію, який перетинає сепаратор, а не від зупинки на крихітних внутрішніх швах. Якщо цей сепаратор має пори або тріщини, літій може концентруватися там і передчасно запускати процес виходу з ладу.
В одному дослідженні група вчених створювала тиск при температурі 80 °C, щоб вичавити приховані порожнини. Це допомогло зернам зчепитися разом, а не залишати повітряних кишень. Більш щільний LPSCl залишав менше мікроскопічних пор і тріщин для проникнення металевого літію, зменшуючи ризик прямого внутрішнього короткого замикання, коли акумулятор раптово та безповоротно виходить з ладу.
Лабораторні циклічні випробування показали хороший результат. Захищений інтерфейс залишався стабільним, поки елемент багаторазово заряджався та розряджався.
Раніше ми писали про те, що рух поверхні планети має більший вплив на клімат, ніж ми думали. Вуглець утворюється не лише там, де стикаються тектонічні плити. Місця, де тектонічні плити віддаляються одна від одної, також є важливими. Нове дослідження, опубліковане в журналі “Комунікації, Земля та навколишнє середовище”, проливає світло на те, як саме тектоніка плит Землі допомогла сформувати глобальний клімат протягом останніх 540 мільйонів років.
Ще новини на тему, які можуть зацікавити:
Не пропустіть цікавинки!
Підписуйтесь на наші канали та читайте новини у зручному форматі!
