Jaunā pieeja akumulatora darbības uzlabošanai

Nesen veiktais pētījums, kas saistīts ar UNIST, ir ieviesis jaunu tehnoloģiju, kas sola ievērojami palielināt litija metāla bateriju veiktspēju, kas ir daudzsološs kandidāts nākamās paaudzes uzlādējamām baterijām. Pētījums arī apstiprina akumulatora darbības uzlabošanas principu, veicot reāllaika uzlādes un iztukšošanas velosipēdistu novērošanu in situ.

Litija metāla baterijas ir tādas uzlādējamas baterijas, kuru litijs ir kā anoda. Starp daudziem dažādiem katoda materiāliem litija metāls ir zemākais braukšanas spriegums un lepojas ar apmēram 10 reizes lielāku jaudu nekā parastajiem grafīta anodiem. Tāpēc tā ir pievērsusi lielu uzmanību kā potenciāla nākamās paaudzes anoda materiāls elektriskajiem transportlīdzekļiem un liela mēroga enerģijas uzglabāšanas sistēmām.

Lai gan litija metāla anoda ir ideāls kandidāts augstas enerģijas blīvuma akumulatoriem, pilnībā to izmantojot kā anodu komerciālajās šūnās, joprojām ir neizdosies. Piemēram, litija metāls nepārtrauktas akumulatora uzlādes / izlādēšanas procesos ir tendence augt dendrīta struktūrās, kas var izraisīt sliktu veiktspēju. Tas ir tāpēc, ka šī dendrīta struktūra uz litija metāla virsmas slāņa izraisa iekšējās īssavienojumus, caurdurot caur akumulatora atdalītāju.

Pētījumā komanda izpostīja litija metāla anoda dendrītisku augšanu, pārklājot litija foliju ar litija silicīdu (LixSi) slāni. Rezultāti parādīja lielisku elektroķīmisko izturību attiecībā uz ātruma spēju un cikla stabilitāti.

In situ tika veikts optiskais mikroskopiskais pētījums, lai uzraudzītu litija elektroķīmisko uzkrāšanos uz LixSi modificētiem litija elektrodiem un litija elektrodiem. Tradicionālie litija metāla anodi mēdz veidot dendrītu struktūras, kas, kā zināms, iedarbina iekšējās īssavienojumus, caurdurot caur akumulatora atdalītāju. Tomēr tiek novērots, ka LixSi modificētā litija anoda atšķaidīšanu / nogulsnēšanos var panākt daudz vienmērīgāk, salīdzinot ar litija elektrodiem.

"Mūsu pētījums sniedz tiešu novērojumu par elektroķīmisko uzvedību, apjoma paplašināšanos, kā arī par litija metālu anodu litija dendrītu pieaugumu," stāsta profesors Lee. "Lietojot to reālajā akumulatorā, tas palīdzēs arī veicināt litija metāla bateriju komercializāciju."

48V Li-Ion akumulators