REKLAMA

Bateria litowa do pojazdów elektrycznych (EV): Separatory z powłokami nanocząstek krzemionki zwiększają bezpieczeństwo  

Akumulatory litowo-jonowe do pojazdów elektrycznych (EV) borykają się z problemami związanymi z bezpieczeństwem i stabilnością ze względu na przegrzanie separatorów, zwarcia i zmniejszoną wydajność. Aby zaradzić tym niedociągnięciom, badacze zastosowali technikę polimeryzacji szczepionej i opracowali innowacyjne separatory warstwowe z nanocząstek krzemionki, które są stabilne termicznie i trwałe. Baterie z tymi separatorami są bezpieczniejsze i wykazują lepszą wydajność. Rozwój ten może przyczynić się do przyjęcia pojazdów elektrycznych w kierunku dekarbonizacji sektora transportu.  

Akumulator litowo-jonowy baterie (lub akumulatory litowo-jonowe lub LIB) stały się niezwykle popularne i wszechobecne w ciągu ostatnich trzech dekad. Ze względu na wysoką gęstość energii, niewielką wagę i możliwość ładowania, są one szeroko stosowane w telefonach komórkowych, laptopach, urządzeniach audiowizualnych, magazynach energii i pojazdach elektrycznych (EV) i stały się integralną częścią codziennego życia. LIB są przyjazne dla środowiska, zapewniają magazynowanie czystej energii i przyczyniają się do: dekarbonizacja gospodarki.  

Jednak litowo-jonowy baterie są narażeni na ryzyko bezpieczeństwa pojazdów elektrycznych (EV) i systemów magazynowania energii, głównie z powodu przegrzania separatorów poliolefinowych. Separatory zapobiegają bezpośredniemu kontaktowi katody z anodą, ale topią się, gdy temperatura wzrośnie do 160°C w wyniku przegrzania. W rezultacie anoda i katoda mogą wejść w bezpośredni kontakt w wyniku tworzenia się dendrytów Li, co powoduje wewnętrzne zwarcia i niewystarczającą absorpcję elektrolitów oraz zmniejszoną wydajność.  

Podjęto wysiłki, aby zaradzić temu niedociągnięciu. Rozważano zastosowanie powłoki ceramicznej, ale uznano je za nieodpowiednie, ponieważ zwiększało to grubość separatorów i zmniejszało przyczepność.  

W niedawnym badaniu naukowcy z Incheon National University zastosowali technikę polimeryzacji szczepionej w celu przymocowania jednolitej warstwy dwutlenku krzemu (SiO2) nanocząstek do separatorów polipropylenowych (PP). Separatory zmodyfikowano w ten sposób powłoką SiO2 o grubości 200 nm są bardziej odporne na ciepło i hamują tworzenie się dendrytów, zachowując jednocześnie zdolność magazynowania energii. Sugeruje to, że separator na bazie polipropylenu (PPS) akumulatorów litowo-jonowych można zaimprowizować, aby złagodzić wewnętrzne zwarcia i sprawić, że akumulator będzie bezpieczniejszy i wydajniejszy.  

Rozwój ten jest istotny i obiecujący w przypadku LIB w pojazdach elektrycznych (EV) i systemach magazynowania energii. Po wprowadzeniu na rynek improwizowane LIB charakteryzujące się większym bezpieczeństwem i wydajnością mogą pomóc w upowszechnieniu przyjaznych dla środowiska pojazdów elektrycznych.  

*** 

Referencje:  

  1. Manthiram, A. Refleksja na temat chemii katod baterii litowo-jonowych. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0  
  1. Park J., i wsp 2024. Ultracienkie separatory warstwowe z nanocząsteczkami SiO2 w ramach strategii wielofunkcyjności powierzchni dla akumulatorów litowo-metalowych: znacznie zwiększona odporność na dendryt Li i właściwości termiczne. Materiały magazynujące energię. Tom 65, luty 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135  

*** 

Umesz Prasad
Umesz Prasad
Dziennikarz naukowy | Założyciel i redaktor magazynu Scientific European

Zapisz się do naszego newslettera

Aby być na bieżąco z najnowszymi wiadomościami, ofertami i specjalnymi ogłoszeniami.

Najpopularniejsze artykuły

Zatwierdzenie Sotrovimabu w Wielkiej Brytanii: przeciwciało monoklonalne skuteczne przeciwko Omicronowi, może działać na...

Sotrovimab, przeciwciało monoklonalne zatwierdzone już do leczenia od łagodnego do...

Leczenie paraliżu nową metodą neurotechnologii

Badanie wykazało powrót do zdrowia po paraliżu za pomocą powieści ...

DNA można odczytać zarówno do przodu, jak i do tyłu

Nowe badanie ujawnia, że ​​bakteryjne DNA może być...
- Reklama -
94,098FaniJak
47,564ObserwujeObserwuj
1,772ObserwujeObserwuj
30abonenciZapisz się!