Найти тему
Энергофиксик

Специальное масло устраняет главный недостаток твердотельных аккумуляторов

Оглавление

Вы наверняка слышали про твердотельные реле и осведомлены, что у них есть целый комплекс преимуществ перед обычными батареями. Но самый главный недостаток в виде химически нестабильной области между анодом и твердотельным электролитом, что сильно ограничивает переход ионов.

Но шведские ученые из университета Чалмерс совместно с коллегами из университета Сиань Цзяотун (Китай) нашли решение этой проблемы.

В чем проблема классических АКБ и зачем это нужно исправлять

Главная проблема всех батарей с жидким электролитом заключена в том, что этот самый электролит опасен для окружающей среды и в случае нарушения герметичности батарейки, попадая в почву, отравляет ее.

Так же существует высокая вероятность возгорания во время сильного перегрева батареи, который известен под названием как термический разгон.

Оценка термостабильности границ раздела LAGP / Li. a, b) Последовательные изображения гранулы LAGP в контакте с металлическим Li без (a) и (b) промежуточного слоя LAGP-IL как функции времени (в минутах и ​​секундах) при 300 ° C.
Оценка термостабильности границ раздела LAGP / Li. a, b) Последовательные изображения гранулы LAGP в контакте с металлическим Li без (a) и (b) промежуточного слоя LAGP-IL как функции времени (в минутах и ​​секундах) при 300 ° C.

Вот этот существенный недостаток и пытаются нивелировать в твердотельных АКБ, заменив опасный жидкий электролит на безопасный (со стороны экологии) твердый электролит из керамики. А главный недостаток твердотельных реле ученые предложили устранить с помощью специально созданного межслойного масла (пасты).

Из чего выполнена паста для твердотельных АКБ

По своей структуре пастообразная субстанция напоминает масло из холодильника и состоит из керамических нано частиц под названием LAGP, совмещенной с ионной жидкостью (которая является солью в жидком состоянии).

Морфология зацикленных металлических анодов Li. a, b) Снимки сверху SEM анодированного Li-анода с промежуточным слоем LAGP-IL с малым увеличением (a) и большим увеличением (b). c, d) СЭМ-изображения в поперечном сечении при небольшом увеличении (c) и большом увеличении (d).
Морфология зацикленных металлических анодов Li. a, b) Снимки сверху SEM анодированного Li-анода с промежуточным слоем LAGP-IL с малым увеличением (a) и большим увеличением (b). c, d) СЭМ-изображения в поперечном сечении при небольшом увеличении (c) и большом увеличении (d).

В ходе многочисленных экспериментов было установлено, что при добавлении данной субстанции к существующей твердотельной батарее, происходит десятикратное увеличение плотности тока.

Кроме этого добавление такого слоя существенно повысило стабильность батареи.

Межфазная устойчивость ионных жидкостей на металлических литий-электродах.
Межфазная устойчивость ионных жидкостей на металлических литий-электродах.

Так же ученые отмечают, что технология настолько проста, что, как заявил Чалмерс Шицжао Сюн, доработать батарею таким маслом не сложнее, чем намазать кусок масла на кусок хлеба.

С результатами проделанной работы можно ознакомиться в журнале Advanced Functional Materials.

Если вам понравилась статья, тогда не забываем про лайк и репост. Спасибо за ваше внимание!