В епоха, в която търсенето на ефективно и устойчиво съхранение на енергия е в своя пик, новаторски развитие от Инженерното училище на Харвардския университет и приложните науки постави нов показател в областта на технологията на батерията. Изследователите разкриха нова литиева метална батерия, способна да издържа най -малко 6000 цикъла на зареждане и изпускане и да се похвали с възможността да бъде напълно заредена само за минути. Този революционен напредък не само обещава да трансформира начина, по който използваме батерии, но и проправя пътя за по -практични приложения в индустрии като електрически превозни средства.
Ядрото на това изследване се крие в производството на твърдо състояние, използващи литиеви метални аноди, метод, който предлага нова представа за материали за потенциално революционни батерии. Проучването, публикувано наскоро в „Nature Materials“, подчертава значителните крачки, направени в разбирането и използването на литиеви метални аноди. Син Ли, авторът на вестника, отбеляза: „Анодните батерии с литиев метал се считат за светия граал на батериите. Те притежават капацитет десет пъти по -голям от този на търговските графитни аноди, като потенциално значително увеличават обхвата на шофиране на електрически превозни средства. Нашите изследвания бележат жизненоважна стъпка към по-практични батерии в твърдо състояние в индустриални и търговски приложения. “
Едно от най -големите предизвикателства при проектирането на тези батерии е образуването на дендрити на повърхността на анода. Тези коренни структури растат в електролита, пронизвайки бариерата, която разделя анода и катода, което води до късо съединение на батерията и дори пожари. През 2021 г. Ли и неговият екип се справиха с този брой, като проектираха многослойна батерия, преплитайки различни материали с различна стабилност между анода и катода. Този многослоен, многоматериален дизайн не блокира напълно литиевите дендрити, но контролира и съдържаше проникването им.
В последните си изследвания екипът постигна допълнителни стъпки, като включи силиконови частици с размер на микрометър в анода. Този подход свива литиационната реакция и насърчава равномерното галеплаване на дебелия литиев метал, като ефективно предотвратява образуването на дендрит. Освен това процесите на електроплаване и събличане могат да се появят бързо на плоски повърхности, което позволява на батерията да бъде напълно заредена само за 10 минути.
Експерименталната фаза видя създаването на батерия за торбичка с размер на пощенска марка, 10 до 20 пъти по -големи от повечето батерии за монети, произведени в университетските лаборатории. Забележително е, че тази батерия поддържа 80% от капацитета си дори след 6000 цикъла, превъзхождайки други батерии за торбички, които в момента са на пазара.
Тази иновация от Харвард е нещо повече от академично постижение; Той означава основен скок напред в технологията на батерията. Със своя повишен капацитет, безопасност и ефективност литиевата метална батерия, разработена от LI и неговия екип, притежава потенциал да революционизира съхранението и използването на енергия, особено в електрическите превозни средства, като отбелязва значителен етап в нашето пътуване към по-устойчиво и енергийно ефективно бъдеще.
Време за публикация: януари-12-2024
