V době, kdy je poptávka po efektivním a udržitelném skladování energie na svém vrcholu, vytvořil průkopnický rozvoj z Harvardské univerzity School of Engineering and Applied Sciences v oblasti technologie baterií nový benchmark. Vědci odhalili novou lithiovou kovovou baterii schopnou odolávat nejméně 6 000 cyklů nabíjení a vypouštění a pochlubit se schopností plně nabití během pouhých minut. Tento revoluční pokrok nejen slibuje transformaci způsobu, jakým používáme baterie, ale také připravuje cestu pro praktičtější aplikace v průmyslových odvětvích, jako jsou elektrická vozidla.
Jádro tohoto výzkumu spočívá ve výrobě baterií v pevném stavu pomocí lithium kovových anod, což je metoda, která nabídla nové poznatky o materiálech pro potenciálně revoluční baterie. Studie, která byla zveřejněna nedávno v „Nature Materials“, zdůrazňuje významné pokroky v porozumění a využití anod lithium kovů. Autor Xin Li, autor papíru, poznamenal: „Lithium kovové anodové baterie jsou považovány za svatý grál baterií. Mají kapacitu desetkrát vyšší než kapacita komerčních grafitových anodů, což výrazně zvyšuje jízdní rozsah elektrických vozidel. Náš výzkum představuje zásadní krok k praktičtějším pevným bateriím v průmyslových a komerčních aplikacích. “
Jednou z největších výzev při navrhování těchto baterií bylo vytvoření dendritů na povrchu anody. Tyto kořenové struktury rostou v elektrolytu a pronikají bariéru, která odděluje anodu a katodu, což vede k zkratu baterií a dokonce k požáru. V roce 2021 Li a jeho tým vyřešili tento problém navrhováním vícevrstvé baterie a rozptýlili různé materiály různých stability mezi anodou a katodou. Tento vícevrstvý multimateriální design neblokoval zcela lithiové dendrity, ale kontroloval a obsahoval jejich penetraci.
Ve svém nejnovějším výzkumu tým učinil další pokroky začleněním mikrometrových křemíkových částic do anody. Tento přístup zmenšuje lithiační reakci a podporuje rovnoměrné elektrické vylepšení hustého lithiového kovu, což účinně brání tvorbě dendritu. Kromě toho se mohou na rovných površích rychle vyskytovat procesy s elektroprací a strippingem, což umožňuje plné nabití baterie za pouhých 10 minut.
Experimentální fáze zaznamenala vytvoření baterie sáčku o velikosti poštovního razítka, 10 až 20krát větší než většina mincovních baterií vyráběných v univerzitních laboratořích. Je pozoruhodné, že tato baterie udržovala 80% své kapacity i po 6 000 cyklech a překonávala jiné pouzdro baterií v současné době na trhu.
Tato inovace z Harvardu je více než jen akademický úspěch; Znamená to hlavní skok vpřed v technologii baterie. Lithium-kovová baterie vyvinutá LI a jeho týmem, díky své zvýšené kapacitě, bezpečnosti a efektivitě, má potenciál revolucionizovat skladování a využití energie, zejména v elektrických vozidlech, což znamená významný milník na naší cestě k udržitelnější a energeticky efektivnější budoucnosti.
Čas příspěvku: leden-12-2024
