Zinātnieki ir atraduši veidu, kā trīskāršot litija metāla bateriju dzīvi

Litija metāla baterijas ir viens no daudzsološākajiem jauna veida akumulatoriem. Galu galā to potenciālā ietilpība ir 10 reizes lielāka nekā līdzīgām litija jonu baterijām.

Bet pastiprinātā tendence veidot dendrītus un kodīga metāla litija iznīcināšana neļāva jaunām baterijām pilnībā iekarot tirgu.

Bet Rīsu universitātes pētnieku grupa, šķiet, ir atradusi šīs problēmas risinājumu.

Zinātniskā grupa piedāvāja diezgan elegantu risinājumu: izmantojot visizplatītāko lenti un modernās lāzera tehnoloģijas, viņiem izdevās izstrādāt pilnīgi jaunu materiālu elektrodam.

Litija metāla akumulators un tā galvenie trūkumi

Litija metāla akumulatora konstrukcijā anods (kas citās baterijās ir izgatavots no grafīta) ir izgatavots no tīra metāla litija.

Tā kā šim materiālam ir palielināta īpatnējā enerģija, metāla litijs spēj 10 reizes palielināt akumulatora jaudu, kā arī daudzkārt paātrināt uzlādes procesu.

Šeit ir tikai vairāki nozīmīgi trūkumi, un galvenais ir pastiprināta tieksme veidot tā dēvētos dendrītus.

Metāliska uzkrāšanās, kas ievērojami samazinās akumulatora faktisko jaudu un pat var izraisīt akumulatora aizdegšanos iekšējā īssavienojuma dēļ.

Ko zinātnieki ir ierosinājuši

Lai samazinātu dendrīta veidošanās ātrumu, tika piedāvāts šāds risinājums:

Paņemiet visparastāko skotu, pievienojiet tam nedaudz grafēna, aptiniet to ar vara strāvas kolektoru (kas ir daļa no litija anoda) un apstrādājiet to ar īpaši noregulētiem lāzeriem.

Tajā pašā laikā sagatavi uzsildīja līdz ekstremālai temperatūrai 2026 grādiem pēc Celsija, kas mainīja sagataves sākotnējās īpašības.

Šī apstrāde pārveidoja vara lenti porainā struktūrā, kas sāka sastāvēt galvenokārt no silīcija un skābekļa ar nelieliem grafēna piemaisījumiem.

Eksperimenti ar šādā veidā iegūtu materiālu parādīja, ka tas var darboties kā aizsarg apvalks strāvas kolektors, vienlaikus aktīvi absorbējot un izstarojot metālisko litiju un vienlaikus neizraisot veidošanos nevēlami dendrīti.

Turklāt stipra litija metāla oksidēšanās bija vēl viena nopietna problēma. Tas ievērojami samazināja litija metāla bateriju efektivitāti un kalpošanas laiku. Un, lai mazinātu šo efektu, bija nepieciešams palielināt anodu.

Eksperimenta laikā iegūtais pārklājums atrisināja arī šo problēmu. Galu galā veiktie testi parādīja, ka pārbaudīto prototipu kalpošanas laiks palielinājās vismaz trīs reizes, salīdzinot ar līdzīgām baterijām bez īpaša pārklājuma.

Tajā pašā laikā jauni akumulatori pēc 60 uzlādes un izlādes cikliem saglabā vismaz 70% no sākotnējās jaudas, kas arī tiek uzskatīts par izcilu rezultātu.

Zinātnieki ļoti cer uz turpmāko attīstību un turpina strādāt, lai uzlabotu litija metāla bateriju darbību.

Ja jums patika materiāls, tad ielieciet īkšķus un noteikti abonējiet! Paldies par jūsu uzmanību!