Научници су пронашли начин да утроструче век трајања литијум-металних батерија

Литијумске металне батерије су једна од најперспективнијих нових врста батерија. Напокон, њихов потенцијални капацитет је 10 пута већи од сличних литијум-јонских батерија.

Али повећана тенденција стварања дендрита и корозивно уништавање металног литијума нису дозволили да нове батерије у потпуности освоје тржиште.

Али чини се да је истраживачки тим са Универзитета Рајс пронашао решење за овај проблем.

Научна група предложила је прилично елегантно решење: користећи најчешће траку и модерну ласерску технологију успели су да развију потпуно нови материјал за електроду.

Литијум-метална батерија и њени главни недостаци

У дизајну литијум-металне батерије, анода (која је у осталим батеријама направљена од графита) направљена је од чистог метала литијума.

А пошто овај материјал има повећану специфичну енергију, метални литијум може да повећа капацитет батерије за 10 пута, као и да много пута убрза поступак пуњења.

Ево само неколико значајних недостатака, а главни је повећана тенденција стварања такозваних дендрита.

Метално накупљање које ће значајно смањити стварни капацитет батерије и чак може довести до пожара батерије због унутрашњег кратког споја.

Оно што су научници предложили

Да би се смањила брзина стварања дендрита, предложено је следеће решење:

Узмите најобичнију шкотску траку, додајте јој мало графена, омотајте је око бакарног колектора струје (који је део литијумске аноде) и обрадите га посебно подешеним ласерима.

Истовремено, радни предмет је загрејан до екстремне температуре од 2026 степени Целзијуса, што је променило првобитна својства радног предмета.

Овај третман је трансформисао бакарну врпцу у порозну структуру, која је почела да се састоји углавном од силицијума и кисеоника са малим нечистоћама графена.

Експерименти са тако добијеним материјалом показали су да може да делује као заштитна љуска за струјни колектор, док активно апсорбује и емитује метални литијум и истовремено не изазива стварање нежељени дендрити.

Поред тога, снажна оксидација метала литијума била је још један озбиљан проблем. Ово је значајно смањило ефикасност и радни век литијум-металних батерија. А да би се смањио овај ефекат, анода је морала да се повећа.

Премаз добијен током експеримента решио је и овај проблем. На крају, изведена испитивања показала су да се радни век тестираних прототипова повећао најмање три пута у поређењу са сличним батеријама без посебног премаза.

Истовремено, нове батерије задржавају најмање 70% свог првобитног капацитета након 60 циклуса пражњења-пражњења, што се такође сматра одличним резултатом.

Научници се надају великом будућем развоју и настављају да раде на побољшању перформанси литијум-металних батерија.

Ако вам се свидео материјал, подигните палчеве и обавезно се претплатите! Хвала на пажњи!