Літый-іённыя акумулятары для электрамабіляў сутыкаюцца з праблемамі бяспекі і стабільнасці з-за перагрэву сепаратараў, кароткага замыкання і зніжэння эфектыўнасці. З мэтай змякчэння гэтых недахопаў даследчыкі выкарысталі метад палімерызацыі прышчэпкі і распрацавалі інавацыйныя шматслаёвыя сепаратары з наначасціц дыяксіду крэмнія, якія з'яўляюцца тэрмаўстойлівымі і трывалымі. Батарэі з гэтымі сепаратарамі больш бяспечныя і паказалі палепшаную прадукцыйнасць. Гэта развіццё можа паспрыяць прыняццю электрамабіляў у мэтах дэкарбанізацыі транспартнага сектара.
Літый-іённы акумулятар батарэі (або літый-іённыя батарэі або LIB) сталі надзвычай папулярнымі і паўсюднымі за апошнія тры дзесяцігоддзі. З-за высокай шчыльнасці энергіі, лёгкай вагі і магчымасці перазарадкі яны шырока выкарыстоўваюцца ў мабільных тэлефонах, ноўтбуках, аўдыявізуальных прыладах, назапашвальніках энергіі і электрамабілях (EV) і сталі неад'емнай часткай паўсядзённага жыцця. LIB экалагічна чыстыя, забяспечваюць захоўванне чыстай энергіі і спрыяюць дэкарбонізацыя эканоміка.
Аднак літый-іённы батарэі пагражае бяспецы электрамабіляў (EV) і сістэм захоўвання энергіі ў асноўным з-за перагрэву сепаратараў з поліолефіну. Сепаратары прадухіляюць прамы кантакт паміж катодам і анодам, але яны плавяцца пры павышэнні тэмпературы да 160 °C з-за перагрэву. У выніку анод і катод могуць уступаць у непасрэдны кантакт праз утварэнне дендрытаў літыя, што прыводзіць да ўнутранага кароткага замыкання і неадэкватнага паглынання электралітаў і зніжэння эфектыўнасці.
Былі зроблены спробы ліквідаваць гэты недахоп. Было меркаванне аб нанясенні пакрыцця з керамікі, але было прызнана непрыдатным, таму што яно павялічвала таўшчыню сепаратараў і зніжала адгезію.
У нядаўнім даследаванні даследчыкі Інчхонскага нацыянальнага ўніверсітэта выкарысталі тэхніку полімерызацыі прышчэпкі для прымацавання аднастайнага пласта дыяксіду крэмнія (SiO2) наначасціц у поліпрапіленавыя (ПП) сепаратары. Сепаратары такім чынам мадыфікаваныя з пакрыццём з SiO2 таўшчынёй 200 нм з'яўляюцца больш тэрмаўстойлівымі і падаўляюць адукацыю дендрытаў, захоўваючы пры гэтым здольнасць захоўваць энергію. Гэта сведчыць аб тым, што сепаратар на аснове поліпрапілена (PPS) літый-іённых акумулятараў можа быць імправізаваны, каб змякчыць унутраныя кароткія замыканні і зрабіць акумулятар больш бяспечным і эфектыўным.
Гэтая распрацоўка з'яўляецца актуальнай і перспектыўнай для LIB ў электрамабілях (EV) і сістэмах захоўвання энергіі. Пасля камерцыялізацыі імправізаваныя LIB з большай бяспекай і эфектыўнасцю могуць спрыяць распаўсюджванню экалагічна чыстых электрамабіляў.
***
Спасылкі:
- Мантирам, А. Адлюстраванне хіміі катода літый-іённай батарэі. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Парк Дж., і інш 2024. Ультратонкія слаістыя сепаратары з наначасціц SiO2 з дапамогай стратэгіі мультыфункцыяналізацыі паверхні для літый-металічных акумулятараў: значна павышаны супраціў літый-дэндрытаў і цеплавыя ўласцівасці. Матэрыялы для захоўвання энергіі. Том 65, люты 2024 г., 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
