Elektromos jármű akkumulátor

A Kaliforniai Egyetem San Diegó-i kutatói olyan új típusú akkumulátort fejlesztettek ki, amely szilárdtest-elektrolitot és szilícium anódot kombinál, és így kiváló energiasűrűséget biztosít.

nagy energiasűrűség

A kutatócsoport szerint az első tesztek bebizonyították, hogy az akkumulátor biztonságos és hosszú élettartamú, és úgy vélik, hogy ígéretesnek tűnik az olyan alkalmazásokban, mint a hálózati tárolás vagy az elektromos járművek.

A szilícium-anódok energiasűrűsége jellemzően mintegy 10-szer nagyobb, mint a lítiumion-akkumulátorokban leggyakrabban használt grafit-anódoké. Az anódok azonban az akkumulátor töltése és kisütése során tágulnak és összehúzódnak, és folyékony elektrolitok hatására gyorsan lebomlanak. Ezek a tényezők eddig megakadályozták, hogy a kereskedelmi forgalomban kapható lítiumion-akkumulátorokba a teljesen szilíciumból készült anódok kerüljenek, annak ellenére, hogy energiasűrűségük csábító.

"Ezzel az akkumulátor-konfigurációval új területet nyitunk a szilíciumhoz hasonló ötvözet-anódokat használó szilárdtest-akkumulátorok előtt" - mondta Darren HS Tan, a tanulmány vezető szerzője. Az új generációs, nagy energiasűrűségű szilárdtest-akkumulátorok eddig fémlítiumot használtak anódként.

Ez azonban korlátozza az akkumulátorok töltési sebességét, és a töltés során megemelt hőmérsékletre (általában 60 Celsius-fok vagy annál magasabb) van szükség. A szilícium-anód felülkerekedik ezeken a korlátokon, és szobahőmérsékleten sokkal gyorsabb töltési sebességet tesz lehetővé, miközben a nagy energiasűrűség megmarad.

A kutatócsoport laboratóriumi méretekben mutatott be egy teljes cellát, amely szobahőmérsékleten 500 töltési és kisütési ciklust végez 80 százalékos kapacitásmegmaradással.

Azzal, hogy a folyékony elektrolitot szilárd elektrolitra cserélték, és ezzel egyidejűleg eltávolították a szilícium anódról a szenet és a kötőanyagokat, a kutatók elkerülték azokat a kihívásokat, amelyek akkor merülnek fel, amikor az akkumulátor működése során az anódok átáznak a szerves folyékony elektrolitban. A csapat emellett jelentősen csökkentette a szilárd elektrolittal való, gyakran nem kívánt mellékhatásokat okozó határfelületi érintkezést, elkerülve ezzel a folyamatos kapacitásvesztést, amely jellemzően a folyékony alapú elektrolitoknál jelentkezik.

"A szilárd szilícium alapú megközelítés a hagyományos akkumulátorok számos korlátját kiküszöböli. Izgalmas lehetőségeket kínál számunkra, hogy kielégítsük a nagyobb térfogatú energia, az alacsonyabb költségek és a biztonságosabb akkumulátorok iránti piaci igényeket, különösen a hálózati energiatárolás esetében" - tette hozzá Tan.

A tanulmány az LG Energy Solution támogatásával készült, amely reméli, hogy a technológiát idővel kereskedelmi termékekben is alkalmazni tudja majd.

#nagy-energiasuruseg

By Admin, 2021/9/25