Megoldás születhetett a lítiumion akkuk gondjaira

Lehetséges, hogy amerikai kutatók megoldották a lítiumion akkumulátorok lassú töltésének és tűzveszélyességének problémáit azzal, hogy tömör gumit használtak elektrolitként. A kutatás eredménye akár áttörést is jelenthet az elektromos autók piacán.

A Georgia Technológiai Intézet kutatói ígéretes eredményt értek el a gumiból fejlesztett elektrolitokkal. Ez a megoldás akár biztonságosabbá is teheti az elektromos autókat, nem beszélve a villámtöltés új távlatairól.

A jelenlegi lítiumion akkumulátorokban az ionok folyékony elektrolitokon keresztül mozognak. Ez azonban instabillá teszi az akkumulátorokat, és a legkisebb sérülés is robbanáshoz vezethet vagy tüzet okozhat. Ráadásul ezek az akkumulátorok nem bírják a túl gyors töltést sem, a túltöltés pedig szintén felforrósodáshoz és akár lángra lobbanáshoz vezethet.
A gumi lehet a megoldás

A Georgia-i kutatók a robotikában népszerű szintetikus gumit kezdték el vizsgálni. Arra jutottak, hogy egy bizonyos 3D-s struktúrában használva a gumi elektrolitok lehetővé tették a lítiumionok gyors haladását, és közben megmaradt az anyag szilárdsága. Ez egy masszívabb, több töltést elviselő akkumulátor kifejlesztéséhez vezetett.

Az ipar nagy része a szervetlen szilárdtest elektrolitok előállítására összpontosít. Ezeket azonban nehéz elkészíteni, drágák és nem környezetbarátak – mondja Seung Woo Lee, a csapat docense. „A szilárd polimer elektrolitok továbbra is nagy érdeklődést váltanak ki alacsony gyártási költségük, nem mérgező és puha természetük miatt. A hagyományos polimer elektrolitok azonban nem rendelkeznek a szilárdtest akkumulátorok megbízható működéséhez szükséges ionvezető képességgel és mechanikai stabilitással.”

A csapat abban ért el áttörést, hogy elérték, hogy a gumi egy 3D-ben összekapcsolt műanyag kristályfázist képezzen a nagyobb gumimátrixon belül. Ez a szerkezet nagy ionvezető képességgel, jobb mechanikai tulajdonságokkal és elektrokémiai stabilitással rendelkezik. Ez a gumielektrolit egyszerű, alacsony hőmérsékletű polimerizációs eljárással előállítható, és erős és sima felületeket hagy az elektródák felületén, ami megakadályozza a lítium-dendrit növekedését, és gyorsabban mozgó ionokat tesz lehetővé.

További kutatások

A mechanikai tulajdonságai miatt a gumit eddig is mindenhol használták, a felfedezésnek hála pedig így olcsóbb, megbízhatóbb és biztonságosabb akkumulátorokat készíthetünk – mondja Lee a gumi elektrolitokról.

A csapat most azt keresi, hogyan lehetne javítani az akkumulátor teljesítményét a ciklusidő növelésével és a töltési idő csökkentésével a még jobb ionvezető képesség révén. Eddigi erőfeszítéseik megduplázták az akkumulátor teljesítményét és ciklusidejét.

A kutatást az SK Innovation is finanszírozza, hogy megtalálja a szilárdtest-akkumulátorok következő generációját. A cég akkugyárat is épít Georgia államban – írja a Machine Design.

autopro.hu