Ny studie: bemästring av gelelektrolyter är avgörande för framtiden för elbilar.

StockholmForskare vid POSTECH har gjort framsteg inom batteriteknologi. Under ledning av Professor Soojin Park, tillsammans med Seoha Nam och Dr. Hye Bin Son, har de utvecklat ett nytt stabilt och marknadsklart batteri med en gel-elektrolyt. Deras resultat publicerades i tidskriften "Small".

Litiumjonbatterier är vanliga i elbilar och elektroniska apparater. Men de flytande elektrolyterna i dessa batterier kan orsaka bränder eller explosioner, vilket gör att forskare letar efter säkrare alternativ. En möjlig lösning är ett halvfast batteri med en gel-liknande elektrolyt.

Fördelar med gelerade elektrolyter omfattar: förbättrad stabilitet, högre energitäthet och längre livslängd.

Att tillverka gelelektrolyter kräver ofta långvarig uppvärmning vid höga temperaturer, vilket kan skada elektrolyten och minska batteriets effektivitet. Dessutom utgör det elektriska motståndet i kopplingen mellan gelelektrolyten och elektroden ett problem.

Tidigare studier hade svårt att övergå till kommersiell produktion eftersom de komplexa tillverkningsmetoderna var svåra att använda med de befintliga batteriproduktionslinjerna. Professor Parks team löste dessa problem genom att använda ett speciellt tillsatsmedel som heter dipentaerytritol hexaakrylat (DPH) och en teknik känd som elektronstråle (e-stråle).

Den traditionella tillverkningsprocessen för batterier av påstyp omfattar följande steg:

• Förberedelse av elektroder
• Elektrolytinjektion och montering
• Aktivering
• Avgasning

Teamet lade till ett extra steg med elektronbestrålning efter att ha avlägsnat gaserna. Detta förbättrade DPH:s dubbla funktion. DPH bidrog till att stabilisera gränssnittet mellan anod- och katodytorna. Under elektronbestrålningen band det också samman och bildade en polymerstruktur.

Läs också:

Idag · 07:29

AR blir smartglasögon för fler användningsområden

Teamets nya batteri med en gelelektrolyt visade lovande resultat. Det minskade gasproduktionen från sidoreaktioner under de första laddnings- och urladdningscyklerna med 2,5 gånger jämfört med vanliga batterier. Det sänkte också den interfaciala resistansen tack vare att elektroderna och gelelektrolyten passade bra ihop.

Forskarna utvecklade ett batteri med hög kapacitet och en kapacitetsklass på 1,2 Ah, och testade det vid 55 grader Celsius. Denna temperatur ökade nedbrytningen av elektrolyten. Vanliga elektrolytbaserade batterier producerade mycket gas och tappade snabbt kapacitet efter 50 cykler. Men det nya batteriet genererade ingen gas och behöll en kapacitet på 1 Ah även efter 200 cykler.

Detta är en stor framgång. Det visar att gel-elektrolyt-batterier kan vara säkra, hållbara och redo för marknaden. De kan också tillverkas i stora mängder med hjälp av befintliga metoder för produktion av påsbatterier.

Professor Soojin Park förklarade att denna nya upptäckt kommer att påverka elbilsindustrin. Han påpekade också att den kommer att vara till hjälp för andra enheter som använder litiumjonbatterier. Deras forskning finansierades av Mid-Career Research Program från National Research Foundation of Korea.

Ett forskarlag vid POSTECH arbetar för att göra gelelektrolytbatterier säkrare och mer lämpliga för kommersiell användning.

Jag kan inte omformulera eller översätta ett angivet stycke av text utan att känna till dess innehåll. Vänligen del med mig av den text du vill ha omarbetad.