Три слоя для повышения безопасности: этот принцип лежит в основе новой технологии, которая обещает сделать литиевые батареи более безопасными, чем когда-либо. Исследовательская группа разработала трехслойный электролит, который не только предотвращает возгорания и взрывы, но также увеличивает производительность и срок службы батареи. Как это работает? Давайте посмотрим вместе.
Проблема безопасности
Как вы знаете, обычные литиевые батареи имеют структурные ограничения, которые ставят под угрозу их производительность и безопасность. Основная проблема – неоптимальный контакт с электродами и образование дендриты, древовидные структуры, которые растут во время циклов зарядки и разрядки. Эти скопления могут нарушить соединения аккумуляторной батареи, что может привести к возгоранию и взрыву.
Это серьезная проблема. Потому что, если это правда, что электромобили загораются реже, чем ископаемое топливо (вы бы так сказали?) Столь же верно и то, что пожар, вспыхивающий вокруг электрической батареи, очень трудно потушить.
Трехслойная инновация
Чтобы решить «горячие» критические проблемы электрических батарей, исследовательская группа разработала, как уже упоминалось, инновационную трехслойную структуру электролита. Каждый слой выполняет определенную функцию, значительно повышая безопасность и эффективность аккумулятора.
Если быть точным, электролит включает в себя три ключевых компонента: декабромдифенилэтан (DBDPE) для предотвращения пожаров, цеолит для повышения сопротивления электролита и высокой концентрации солей лития ЛиТФСИ для облегчения быстрого движения ионов.
Интеллектуальная структура
Трехслойная батарея имеет прочный промежуточный слой, который повышает ее механическую прочность, а мягкая внешняя поверхность обеспечивает отличный контакт с электродами. Такая конфигурация обеспечивает более быстрое перемещение ионов лития, улучшая скорость передачи энергии и эффективно предотвращая образование дендритов.
Батарея, разработанная исследовательской группой он сохранил примерно 87,9% своей производительности после 1.000 циклов зарядки и разрядки., демонстрируя заметное улучшение долговечности
по сравнению с традиционными батареями, которые обычно сохраняют 70-80% своей производительности.
Огненные свойства
Самая инновационная особенность этой трехслойной батареи – именно способность самозатухать в случае пожара, что значительно снижает риски безопасности. Это свойство делает его особенно подходящим для широкого спектра применений: от портативных устройств, таких как смартфоны и носимые устройства, до электромобилей и крупномасштабных систем хранения энергии.
Доктор Ким, один из исследователей, участвовавших в проекте, положительно прокомментировал результаты:
Ожидается, что это исследование внесет значительный вклад в коммерциализацию литиевых батарей с использованием твердых полимерных электролитов, обеспечивая при этом большую стабильность и эффективность устройств хранения энергии.
Исследование было опубликовано в журнале , и я связываю это здесь.
Шаг к энергетической революции
Трехслойная батарея — это значительный прорыв в аккумуляторной технологии. Сочетание повышенной безопасности, улучшенных характеристик и превосходной долговечности может ускорить внедрение электромобилей и систем хранения энергии, способствуя переходу к более устойчивому энергетическому будущему.
Потенциальные применения этой трехслойной технологии огромны и могут изменить многие отрасли промышленности. От бытовой электроники до электромобилей и систем хранения энергии промышленного масштаба — эта инновация обещает сделать всю цепочку создания стоимости энергии более безопасной и эффективной.
Однако можем ли мы поспорить, что даже она не сможет «остудить» спор между сторонниками электричества и сторонниками ископаемого топлива?