Oamenii de știință au găsit o modalitate de a tripla durata de viață a bateriilor litiu-metalice

Bateriile litiu-metalice sunt unul dintre cele mai promițătoare tipuri de baterii noi. La urma urmei, capacitatea lor potențială este de 10 ori mai mare decât bateriile litiu-ion similare.

Dar tendința crescută de a forma dendrite și distrugerea corozivă a litiului metalic nu a permis bateriilor noi să cucerească pe deplin piața.

Dar o echipă de cercetători de la Universitatea Rice pare să fi găsit o soluție la această problemă.

Grupul științific a propus o soluție destul de elegantă: folosind cea mai comună bandă adezivă și tehnologiile moderne cu laser, au reușit să dezvolte un material complet nou pentru electrod.

Bateria litiu metalică și principalele sale dezavantaje

În proiectarea unei baterii litiu-metalice, anodul (care în alte baterii este realizat din grafit) este realizat din litiu metalic pur.

Și din moment ce acest material are o energie specifică crescută, litiul metalic este capabil să mărească capacitatea bateriei de 10 ori, precum și să accelereze procesul de încărcare de mai multe ori.

Iată doar o serie de dezavantaje semnificative, iar principalul este o tendință crescută de a forma așa-numitele dendrite.

Acumulare metalică, care va reduce semnificativ capacitatea reală a bateriei și poate provoca chiar și bateria să ia foc din cauza unui scurtcircuit intern.

Ce au sugerat oamenii de știință

Pentru a minimiza rata de formare a dendritei cât mai mult posibil, a fost propusă următoarea soluție:

Luați cea mai obișnuită bandă scotch, adăugați un pic de grafen, înfășurați-l în jurul unui colector de curent de cupru (care face parte din anodul de litiu) și procesați-l cu lasere special reglate.

În același timp, piesa de prelucrat a fost încălzită la o temperatură extremă de 2026 grade Celsius, ceea ce a schimbat proprietățile originale ale piesei de prelucrat.

Acest tratament a transformat banda de cupru într-o structură poroasă, care a început să constea în principal din siliciu și oxigen cu impurități mici de grafen.

Experimentele cu materialul obținut în acest mod au arătat că acesta poate acționa ca o coajă de protecție pentru colector de curent, în timp ce absoarbe și emite activ litiu metalic și în același timp nu provoacă formarea dendrite nedorite.

În plus, oxidarea puternică a litiului metalic a fost o altă problemă serioasă. Acest lucru a redus semnificativ eficiența și durata de viață a bateriilor litiu metalice. Și pentru a reduce acest efect, anodul trebuia mărit.

Acoperirea obținută în timpul experimentului a rezolvat și această problemă. La urma urmei, testele efectuate au arătat că durata de viață a prototipurilor testate a crescut de cel puțin trei ori, comparativ cu bateriile similare fără o acoperire specială.

În același timp, bateriile noi își păstrează cel puțin 70% din capacitatea lor inițială după 60 de cicluri de încărcare-descărcare, ceea ce este, de asemenea, considerat un rezultat excelent.

Oamenii de știință au mari speranțe pentru dezvoltarea viitoare și continuă să lucreze pentru a îmbunătăți performanța bateriilor litiu-metalice.

Dacă ți-a plăcut materialul, atunci ridică degetele mari și asigură-te că te abonezi! Vă mulțumim pentru atenție!