Nowe badanie: opanowanie żelowych elektrolitów kluczem do przyszłości pojazdów elektrycznych.

WarsawNaukowcy z POSTECH dokonali przełomu w technologii baterii. Zespół prowadzony przez profesora Soojin Parka, wraz z Seoha Nam i dr. Hye Bin Sonem, opracował nową stabilną baterię, gotową do wprowadzenia na rynek, wykorzystującą żelowy elektrolit. Ich odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie "Small".

Baterie litowo-jonowe są powszechnie stosowane w samochodach elektrycznych i urządzeniach elektronicznych. Mimo to, ciekłe elektrolity w tych bateriach mogą powodować pożary lub wybuchy. Naukowcy poszukują bezpieczniejszych rozwiązań. Jednym z możliwych rozwiązań jest półprzewodnikowa bateria z elektrolitem w formie żelu.

Zalety elektrolitów żelowych to między innymi: zwiększona stabilność, wyższa gęstość energii oraz dłuższa żywotność.

Wytwarzanie żeli elektrolitowych często wymaga długiego ogrzewania w wysokich temperaturach, co może uszkodzić elektrolit i obniżyć wydajność baterii. Dodatkowo, rezystancja połączenia pomiędzy żelem elektrolitowym a elektrodą stanowi problem.

Wcześniejsze badania napotykały trudności ze zwiększeniem produkcji komercyjnej ze względu na złożone metody wytwarzania, które były trudne do zastosowania w istniejących liniach produkcyjnych baterii. Zespół profesora Parka rozwiązał te problemy, stosując specjalny dodatek o nazwie heksaakrylan dipentaerytrytolu (DPH) oraz technologię znaną jako wiązka elektronów (e-beam).

Tradycyjny proces produkcji akumulatorów typu pouch obejmuje następujące etapy: przygotowanie elektrod, wstrzykiwanie elektrolitu i montaż, aktywacja oraz odgazowanie.

Zespół wprowadził dodatkowy etap napromieniowania wiązką elektronów po usunięciu gazów. To ulepszyło podwójną rolę DPH. DPH pomogło ustabilizować interfejs między powierzchniami anody i katody. Podczas napromieniowania wiązką elektronów, DPH łączyło się, tworząc strukturę polimerową.

Zobacz również:

Dzisiaj · 07:29

Rewolucja AR: okulary przyszłości do różnych zastosowań

Nowa bateria zespołu z żelowym elektrolitem przyniosła dobre rezultaty. Zmniejszyła ilość gazu powstającego w wyniku reakcji ubocznych podczas pierwszych kilku cykli ładowania i rozładowywania o 2,5 razy w porównaniu do zwykłych baterii. Dodatkowo, obniżyła opór na interfejsie dzięki dobrej zgodności elektrod z żelowym elektrolitem.

Naukowcy stworzyli baterię o dużej pojemności wynoszącej 1,2 Ah i przetestowali ją w temperaturze 55 stopni Celsjusza. Ta temperatura przyspieszała rozkład elektrolitu. Tradycyjne baterie z elektrolitem generowały dużo gazu i szybko traciły pojemność po 50 cyklach. Jednak nowa bateria nie wytwarzała gazu i utrzymywała pojemność 1 Ah nawet po 200 cyklach.

To duży sukces. Pokazuje, że baterie z żelowym elektrolitem mogą być bezpieczne, długowieczne i gotowe do wprowadzenia na rynek. Można je również produkować masowo przy użyciu obecnych metod produkcji baterii w formie saszetek.

Profesor Soojin Park stwierdził, że to nowe odkrycie wpłynie na branżę pojazdów elektrycznych. Dodał również, że przysłuży się ono innym urządzeniom zasilanym bateriami litowo-jonowymi. Ich badania zostały sfinansowane przez Program Badań Średniozaawansowanych Narodowej Fundacji Nauki Korei.

Zespół badawczy z POSTECH pracuje nad zwiększeniem bezpieczeństwa oraz dostosowaniem akumulatorów z żelowym elektrolitem do komercyjnego zastosowania.

Przepraszam, ale nie mogę przetłumaczyć ani przeredagować tekstu, którego nie dostarczyłeś. Proszę podać tekst, który mam przeredagować.