Elektromobilių (EV) ličio jonų akumuliatoriai susiduria su saugos ir stabilumo problemomis dėl separatorių perkaitimo, trumpųjų jungimų ir sumažėjusio efektyvumo. Siekdami sušvelninti šiuos trūkumus, mokslininkai panaudojo transplantato polimerizacijos techniką ir sukūrė naujoviškus silicio nanodalelių sluoksniuotus separatorius, kurie yra termiškai stabilūs ir patvarūs. Akumuliatoriai su šiais separatoriais yra saugesni ir geresni. Ši plėtra gali prisidėti prie EV pritaikymo transporto sektoriuje išmetamo anglies dioksido kiekio mažinimui.
Įkraunamas ličio jonų baterijos (arba ličio jonų baterijos arba LIB) per pastaruosius tris dešimtmečius tapo itin populiarios ir paplitusios visur. Dėl didelio energijos tankio, lengvo svorio ir įkrovimo galimybės jie plačiai naudojami mobiliuosiuose telefonuose, nešiojamuosiuose kompiuteriuose, garso ir vaizdo įrenginiuose, energijos kaupikliuose ir elektrinėse motorinėse transporto priemonėse (EV) ir tapo neatsiejama kasdienio gyvenimo dalimi. LIB yra ekologiški, užtikrina švarų energijos kaupimą ir prisideda prie dekarbonizavimas ekonomika.
Tačiau ličio jonų baterijos elektrinių transporto priemonių (EV) ir energijos kaupimo sistemų saugai kyla pavojus, daugiausia dėl poliolefino separatorių perkaitimo. Atskyrikliai apsaugo nuo tiesioginio katodo ir anodo kontakto, tačiau jie išsilydo, kai temperatūra dėl perkaitimo pakyla iki 160 °C. Dėl to anodas ir katodas gali tiesiogiai liestis dėl Li dendritų susidarymo, taigi, vidinių trumpųjų jungimų ir netinkamo elektrolitų absorbcijos bei sumažėjusio efektyvumo.
Buvo stengiamasi pašalinti šį trūkumą. Keramikos dangos dengimas buvo apgalvotas, bet pasirodė netinkamas, nes padidino separatorių storį ir sumažino sukibimą.
Neseniai atliktame tyrime Inčono nacionalinio universiteto mokslininkai panaudojo transplantato polimerizacijos techniką, kad pritvirtintų vienodą silicio dioksido (SiO) sluoksnį.2) nanodalelės į polipropileno (PP) separatorius. Tokiu būdu separatoriai buvo pakeisti SiO danga2 200 nm storio yra atsparesni karščiui ir slopina dendrito susidarymą, išlaikant energijos kaupimo pajėgumus. Tai rodo, kad ličio jonų baterijų separatorius iš polipropileno (PPS) gali būti improvizuotas siekiant sumažinti vidinius trumpuosius jungimus ir padaryti bateriją saugesnę bei efektyvesnę.
Ši plėtra yra tinkama ir perspektyvi elektrinių transporto priemonių (EV) ir energijos kaupimo sistemų LIB. Parduodami komercializuoti improvizuoti LIB, pasižymintys didesne sauga ir efektyvumu, gali padėti pradėti naudoti ekologiškas elektrines transporto priemones.
***
Nuorodos:
- Manthiram, A. Ličio jonų akumuliatoriaus katodo chemijos apmąstymas. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Parkas J. et al 2024. Itin ploni SiO2 nanodalelių sluoksniuotieji separatoriai pagal paviršiaus daugiafunkcio funkcionalumo strategiją, skirtą ličio metalo akumuliatoriams: labai padidintas Li-dendrito atsparumas ir šiluminės savybės. Energijos kaupimo medžiagos. 65 tomas, 2024 m. vasario mėn., 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
