Які зміни чекають на виробництво літієвих акумуляторів?
Виробництво літієвих акумуляторів зазнає радикальних змін завдяки новій технології, яка робить процес більш екологічним, а самі батареї — більш стійкими. Корейські дослідники винайшли спосіб запобігання утворенню дендритів у літій-металевих акумуляторах, що робить їх безпечнішими та подовжує термін служби.
Що таке дендрити і чому вони небезпечні?
Дендритами в батареях називають голчасті або розгалужені структури з металевого літію, які формуються на негативному електроді (аноді) під час заряджання акумулятора. Їхнє зростання може призвести до пробиття роздільника між електродами, що, в свою чергу, викликає коротке замикання.
Яка нова технологія була розроблена?
Вченим вдалося розв’язати давню проблему у виробництві акумуляторів, досягнувши нанооднорідності між оксидами металів, що накопичують літій, і вуглецевими матеріалами, які забезпечують швидкий потік електронів. Традиційні методи виготовлення акумуляторів часто не дозволяють підтримувати однорідність у наномасштабі, що послаблює структури, необхідні для ефективного зберігання енергії.
Корейські фахівці запропонували новий швидкий метод самозбірки (CISA), який замінює повільне сушіння розчинника реакціями алкоголятів металів для організації матеріалів за кілька секунд. Це дозволяє отримувати однорідні пористі оксиди металів з добре перемішаними 1D і 2D-провідними наноматеріалами для кращого зберігання літію.
У процесі CISA блок-сополімер (PS-b-PEO), розчинений у сильнокислому ацетоні, запускає швидкий гідроліз і конденсацію алкоксидів металів, що призводить до утворення міцел у розчині, які швидко об’єднуються в м’який гель, а потім тверднуть, формуючи пористу оксидну структуру. Ця реакція завершується приблизно за п’ять секунд, що значно швидше, ніж у традиційних методах.
Раніше повідомлялося, що над’ємні батареї можуть працювати на простому повітрі, і ключем до цього прориву стало впровадження унікального матеріалу — графенової “мезогубки”.
