Литијум-јонске батерије за електрична возила (ЕВ) суочавају се са проблемима безбедности и стабилности због прегревања сепаратора, кратких спојева и смањене ефикасности. Са циљем да ублаже ове недостатке, истраживачи су користили технику полимеризације калема и развили иновативне слојевите сепараторе наночестица силицијум-диоксида који су термички стабилни и издржљиви. Батерије са овим сепараторима су безбедније и показале су побољшане перформансе. Овај развој може допринети усвајању електричних возила у правцу декарбонизације транспортног сектора.
Пуњиви литијум-јонски батерије (или Ли-јонске батерије или ЛИБ) постале су изузетно популарне и свеприсутне у последње три деценије. Због велике густине енергије, мале тежине и могућности пуњења, они се широко користе у мобилним телефонима, лаптоповима, аудио-визуелним уређајима, складиштењу енергије и електричним моторним возилима (ЕВ) и постали су саставни део свакодневног живота. ЛИБ су еколошки прихватљиви, обезбеђују складиштење чисте енергије и доприносе декарбонизација економије.
Међутим, литијум-јонски батерије суочавају са сигурносним ризиком за електрична возила (ЕВ) и системе за складиштење енергије углавном због прегревања полиолефинских сепаратора. Сепаратори спречавају директан контакт катоде и аноде, али се топе када температура порасте на 160 °Ц услед прегревања. Као резултат тога, анода и катода могу доћи у директан контакт кроз формирање Ли дендрита, па стога унутрашњи кратки спојеви и неадекватна апсорпција електролита и смањена ефикасност.
Уложени су напори да се реши овај недостатак. Размишљало се о наношењу премаза од керамике, али се показало неприкладним јер повећава дебљину сепаратора и смањује адхезију.
У недавној студији, истраживачи Националног универзитета Инчеон користили су технику полимеризације графт за причвршћивање униформног слоја силицијум диоксида (СиО2) наночестице до полипропиленских (ПП) сепаратора. Тако су сепаратори модификовани премазом од СиО2 дебљине 200 нм су отпорније на топлоту и потискују формирање дендрита уз задржавање капацитета складиштења енергије. Ово сугерише да се сепаратор на бази полипропилена (ППС) Ли-јонских батерија може импровизовати како би се ублажили унутрашњи кратки спојеви и да би батерија била безбеднија и ефикаснија.
Овај развој је релевантан и обећавајући за ЛИБ у електричним возилима (ЕВ) и системима за складиштење енергије. Када се једном комерцијализују, импровизовани ЛИБ-ови са бољом безбедношћу и ефикасношћу могу помоћи у прихватању еколошки прихватљивих електричних возила.
***
Референце:
- Мантхирам, А. Размишљање о катодној хемији литијум-јонске батерије. Нат Цоммун 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Парк Ј., сар 2024. Ултра-танки слојевити сепаратори СиО2 наночестица помоћу стратегије мултифункционализације површине за Ли-металне батерије: Високо побољшана отпорност на Ли-дендрите и термичка својства. Материјали за складиштење енергије. Свеска 65, фебруар 2024, 103135. ДОИ: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
