Megoldás születhetett a lítiumion akkuk gondjaira
2022.02.25Lehetséges, 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
Kapcsolódó információk
Ez az áttörés forradalmasíthatja a lítium-kén akkumulátorokat
A lítium-kén (Li-S) akkumulátorok könnyű súlyuk és nagy elméleti energiatároló kapacitásuk révén ígéretes alternatívát jelentenek a hagyományos lítium-ion (Li-ion) akkumulátorokkal […]
Mindent átíró akkumulátor-fejlesztést mutattak be, aztán Kína megszerezte az egészet
A Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) által kifejlesztett vanádium-oxidációs-redukciós áramlásos akkumulátor (VRFB) tervezete egy kínai vállalat kezébe került, amely azóta […]
Egyre inkább saját kézbe akarja venni az akkumulátorgyártást a Tesla
A kaliforniai vállalat újabb jelét adta annak, hogy a jövőben saját maga kívánja legyártani az autóihoz szükséges akkumulátorokat. Bár sokan […]
A Lenovo akkumulátorokat hív vissza
A Lenovo visszahívja egyes ThinkPadjeinek akkumulátorait. A visszahívásban a ThinkPad R60, R61, T60, T61, X60, X61 modellek érintettek, az alábbi […]