Pokrokové Li-Ion batérie by mali mať dvojnásobnú životnosť a výkon

Doterajšou prekážkou pri vývoji batérií s lepším výkonom bolo po celé roky miesto medzi lítiovým kovom batérie a jej elektrolytmi, zvané medzifáza tuhého elektrolytu (angl. skratka SEI).

V súčasnosti sa zvyšuje dopyt po vyšších hustotách energie v nabíjateľných lítium-iónových batériách, pretože ich použitie sa rozširuje na všetky druhy elektronických zariadení, od mobilných telefónov až po elektrické vozidlá.

Tým pádom sa SEI stalo prirodzene jedným z miest, na ktorom sa výskumníci snažia zlepšiť výkon.

„Táto vrstva je veľmi dôležitá a je prirodzene tvorená reakciou medzi lítiom a elektrolytom v batérii. Avšak nechová sa veľmi dobre, čo spôsobuje veľa problémov," povedal pre Penn State News Donghai Wang, profesor mechanického a chemického inžinierstva na Pensylvánskej štátnej univerzite.

Zdroj: Wikimedia Commons

Problémy začínajú vtedy, keď SEI začína degradovať. Postupom času to má za následok tvorbu dendritov - ihlovitých výrastkov na lítiovej elektróde batérie, ktoré postupne znižujú jej výkon a bezpečnosť.

„To je dôvod, prečo lítiové kovové batérie nevydržia dlhšie - medzifáza rastie a nie je stabilná. V tomto projekte sme použili polymérny kompozit na vytvorenie oveľa lepšej SEI," povedal Wang.

Pod vedením Yuea Gaoa, doktoranda chémie v Penn State vytvorili inžinieri novú SEI. Ide o reaktívny polymérny kompozit zložený z polymérnej lítnej soli, nanočastíc lítium flouridu a vrstiev grafénových oxidov.

Profesor chémie Thomas E. Mallouk z univerzity Evana Pugha poskytol projektu pomoc s vytvorením tenkej vrstvy materiálov. Na dosiahnutie stabilného lítiového rozhrania je totiž potrebné dôkladné riadenie na molekulárnej úrovni.

© PROPERTY & ENVIRONMENT s. r. o. Autorské práva sú vyhradené a vykonáva ich vydavateľ.