Tutkijat ovat löytäneet tavan kolminkertaistaa litiummetalliparistojen käyttöikä

Litiummetalliakut ovat yksi lupaavimmista uudentyyppisistä paristoista. Loppujen lopuksi niiden potentiaalikapasiteetti on 10 kertaa suurempi kuin vastaavilla litiumioniakuilla.

Mutta lisääntynyt taipumus muodostaa dendriittejä ja metallisen litiumin syövyttävä tuhoaminen eivät antaneet uusien paristojen valloittaa täysin markkinoita.

Mutta Rice-yliopiston tutkimusryhmä näyttää löytäneen ratkaisun tähän ongelmaan.

Tieteellinen ryhmä ehdotti melko tyylikästä ratkaisua: käyttämällä yleisintä nauhaa ja modernia lasertekniikkaa, he onnistuivat kehittämään kokonaan uuden materiaalin elektrodille.

Litiummetalliakku ja sen tärkeimmät haitat

Litiummetalliakun suunnittelussa anodi (joka muissa paristoissa on grafiittia) on valmistettu puhtaasta metallilitiumista.

Ja koska tällä materiaalilla on lisääntynyt ominaisenergia, metallilitium pystyy lisäämään akun kapasiteettia 10 kertaa ja nopeuttamaan latausprosessia moninkertaisesti.

Tässä on vain joukko merkittäviä haittoja, ja tärkein niistä on lisääntynyt taipumus muodostaa ns. Dendriittejä.

Metallirakenne, joka vähentää merkittävästi akun todellista kapasiteettia ja saattaa jopa aiheuttaa akun syttymisen sisäisen oikosulun vuoksi.

Mitä tutkijat ovat ehdottaneet

Dendriitin muodostumisnopeuden minimoimiseksi ehdotettiin seuraavaa ratkaisua:

Ota tavallisin skotti, lisää siihen hieman grafeenia, kääri se kuparivirta-kerääjän (joka on osa litiumanodia) ympärille ja käsittele se erikoisviritetyillä lasereilla.

Samanaikaisesti työkappale lämmitettiin äärilämpötilaan 2026 celsiusastetta, mikä muutti työkappaleen alkuperäisiä ominaisuuksia.

Tämä käsittely muutti kuparinauhan huokoiseksi rakenteeksi, joka alkoi koostua pääasiassa piistä ja hapesta pienillä grafeenin epäpuhtauksilla.

Kokeet täten saadulla materiaalilla ovat osoittaneet, että se voi toimia suojakuorena virrankerääjä absorboiden ja emittoi aktiivisesti metallista litiumia ja samalla ei provosoi muodostumista ei-toivotut dendriitit.

Lisäksi voimakas litiummetallin hapettuminen oli toinen vakava ongelma. Tämä vähensi merkittävästi litiummetalliakkujen tehokkuutta ja käyttöikää. Ja tämän vaikutuksen vähentämiseksi anodia oli lisättävä.

Kokeen aikana saatu pinnoite ratkaisi myös tämän ongelman. Suoritetut testit osoittivat loppujen lopuksi, että testattujen prototyyppien käyttöikä kasvoi vähintään kolme kertaa verrattuna vastaaviin paristoihin, joissa ei ollut erityistä pinnoitetta.

Samanaikaisesti uudet akut säilyttävät vähintään 70% alkuperäisestä kapasiteetista 60 latauksen purkausjakson jälkeen, mikä on myös erinomainen tulos.

Tutkijat odottavat tulevaa kehitystä suuresti ja jatkavat työtä litiummetalliakkujen suorituskyvyn parantamiseksi.

Jos pidit materiaalista, aseta peukalosi ylös ja muista tilata! Kiitos huomiostasi!