Литиум-јонските батерии за електрични возила (ЕВ) се соочуваат со проблеми со безбедноста и стабилноста поради прегревање на сепараторите, кратки споеви и намалена ефикасност. Со цел да се ублажат овие недостатоци, истражувачите користеа техника на полимеризација на графтот и развија иновативни сепаратори со слоеви на силика наночестички кои се термички стабилни и издржливи. Батериите со овие сепаратори се побезбедни и покажаа подобрени перформанси. Овој развој може да придонесе за усвојување на ЕВ кон декарбонизација на транспортниот сектор.
Литиум-јон на полнење батерии (или Li-ion батерии или LIB) станаа многу популарни и сеприсутни во последните три децении. Поради високата енергетска густина, малата тежина и можностите за полнење, тие се широко користени во мобилни телефони, лаптопи, аудио-визуелни уреди, складирање на енергија и електрични моторни возила (ЕВ) и станаа составен дел од секојдневниот живот. LIB се еколошки, обезбедуваат складирање на чиста енергија и придонесуваат за декарбонизација економија.
Сепак, литиум-јон батерии се соочуваат со безбедносен ризик за електричните возила (ЕВ) и системите за складирање енергија главно поради прегревање на полиолефинските сепаратори. Сепараторите спречуваат директен контакт помеѓу катодата и анодата, но се топат кога температурата се зголемува на 160 °C поради прегревање. Како резултат на тоа, анодата и катодата може да дојдат во директен контакт преку формирање на Li дендрити, па оттука и внатрешни кратки споеви и несоодветна апсорпција на електролити и намалена ефикасност.
Имаше напори за справување со овој недостаток. Се сметаше дека нанесувањето облога од керамика е несоодветно бидејќи ја зголемува дебелината на сепараторите и ја намалува адхезијата.
Во една неодамнешна студија, истражувачите од Националниот универзитет Инчеон користеа техника на полимеризација на графтот за да прикачат униформа слој од силициум диоксид (SiO2) наночестички од полипропиленски (PP) сепаратори. Така, сепараторите се модифицирани со облога од SiO2 со дебелина од 200 nm се поотпорни на топлина и го потиснуваат формирањето на дендрит додека го одржуваат капацитетот за складирање енергија. Ова сугерира дека сепараторот заснован на полипропилен (PPS) на Li-ion батериите може да се импровизира за да се ублажат внатрешните кратки кола и да се направи батеријата побезбедна и ефикасна.
Овој развој е релевантен и ветувачки за LIB во електрични возила (EVs) и системи за складирање енергија. Откако ќе се комерцијализираат, импровизираните LIB со подобра безбедност и ефикасност може да помогнат во прифаќањето на еколошки електрични возила.
***
Референци:
- Manthiram, A. Рефлексија на хемијата на катодата на литиум-јонските батерии. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Парк Ј., и сор 2024. Ултра тенки сепаратори со слоеви со наночестички SiO2 со површинска мултифункционална стратегија за батерии со литиум метал: високо зајакната отпорност на литиум-дендрит и термички својства. Материјали за складирање на енергија. Том 65, февруари 2024 година, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
