Elektrikli arabalar, elektrik şebekeleri ve hatta robotlar gibi gelecekteki elektronik uygulamalar için güçlü piller gerekir. Bu alanda, şarj edilebilir lityum metal batarya, daha yaygın olarak kullanılan lityum-iyon bataryaya kıyasla gerçek bir güç merkezidir. Ancak, kısa ömür beklentisi ve ara sıra ateşli ölüm nedeniyle laboratuarda yıllarca kısıtlanmıştır. Şimdi, Stanford Üniversitesi’ndeki bir araştırma ekibi, bataryanın önceki kusurlarından bazılarının üstesinden gelen bir kaplama icat etti.

Araştırmacılar, kaplamanın laboratuvar testlerinde bataryanın ömrünü önemli ölçüde uzattığını belirtti. Ayrıca, yanma meselesini, pillerin pozitif ve negatif tarafları arasındaki ayırıcıyı delici dendritleri, küçük iğne benzeri yapıları büyük ölçüde sınırlayarak da ele aldı. Dendritler ayrıca pilin yanıcı sıvısında kısa devre oluşturabilir.

Kimya mühendisliği profesörü Zhenan Bao’ya göre, bu dendritler, yeni nesil elektrikli araçların ne olabileceği konusunda lityum metal pillerin kullanılmasını engelledi.

Lityum-metal bataryalar, lityum-iyon bataryalara kıyasla pound başına en az üçte bir daha fazla güç tutabilir ve daha ağır grafit yerine katot için hafif lityum kullandıkları için önemli ölçüde daha hafiftir.

Yeni kaplama, dendritlerin, elektrotlara düzgün bir şekilde yüklü lityum iyonları ileten bir moleküller ağı oluşturarak oluşmasını önler.

Bu, tipik olarak bu pillerde meydana gelen istenmeyen kimyasal reaksiyonları önler. Anotta kimyasal birikmeyi azaltır, bu da pilin güç sağlama yeteneğini hızlı bir şekilde tahrip eder.

Malzeme bilimi ve mühendisliği profesörü Yi Cui, “Daha güvenilir olsalardı, bu piller taşınabilir bilgisayarlardan dizüstü bilgisayarlardan cep telefonlarına kadar yararlanabilirdi, ancak gerçek“ ödeme kirleri ”arabalar için olurdu” dedi.

Piller
Bir araştırma ekibi sonunda güvenli ve uzun ömürlü hafif lityum metal piller üretebilecek yeni bir kaplama icat etti

Elektrikli taşıtlardaki en büyük sürüklenme, pillerinin, enerji tüketiminin yaklaşık dörtte birini kendi etrafında taşıyarak, bu da EV aralığının ve maliyetinin kalbini yiyerek harcıyor olmasıdır.

Stanford ekibi kaplamalarını, dendritlerin oluşturduğu standart bir lityum metal batarya anotunda test etti. Özel olarak kaplanmış anotlarını, operasyonel bir batarya oluşturmak için piyasada satılan diğer bileşenlerle birleştirdiler. 160 döngüden sonra, lityum metal hücreleri ilk döngülerinde verilen güce kıyasla hala% 85 güç vermiştir.

Araştırmacılar, düzenli lityum metal hücrelerinin, birçok döngüden sonra yaklaşık %30’luk bir artış sağladığını ve patlayıcı olmasalar bile neredeyse işe yaramaz olduklarını söyledi.

Grup şimdi kapasite tutma oranını arttırmak ve hücreleri daha fazla döngüde test etmek için kaplama tasarımlarını geliştiriyor. Cui, “Elektrikli araçlarda kullanımın nihai hedefi olabilir” dedi. “Ticarileşme, öncelikle pilin güvenliğini göstermek için tüketici elektroniği ile başlar.”