Литийлі аккумуляторлар 15 минутта қауіпсіз түрде зарядталады
Ғалымдар литий-металл аккумуляторларын небәрі 15 минутта толық зарядтауға мүмкіндік беретін жаңа электролит ойлап тапты, сонымен қатар олардың қауіпсіздігін арттырды. Бұл технология электр көліктеріне арналған сыйымдылығы жоғары әрі тез зарядталатын батареялардың пайда болуын жеделдетуі мүмкін.
Vigor
Зерттеушілер ұйымдастырылған электрондық арналары бар жаңа молекулалық-инженерлік электролит жасап шығарды. Бұл электролит литий-металл аккумуляторларын небәрі 15 минутта толық зарядтауға мүмкіндік береді және бір уақытта қауіпсіздік пен зарядтау жылдамдығы бойынша негізгі мәселелерді шешеді.
Литий-металл аккумуляторларының артықшылықтары
Литий-металл аккумуляторлары дәстүрлі литий-ионды батареяларға қарағанда әлдеқайда көп энергия жинақтай алады және қатаң жағдайларда жұмыс істей алады. Литий-ионды батареялар қазіргі заманғы электрондық құрылғылардың басым бөлігінде қолданылады. Алайда, литий-металл аккумуляторларының коммерциялық қолданылуы электрондар мен иондардың батарея құрылымдық компоненттері мен электролит арасындағы шекара арқылы баяу және тиімсіз тасымалдануына байланысты шектеледі — бұл процесс заряд тасымалдау деп аталады. Бұл процестің баяулауы қажетсіз химиялық реакцияларға және қауіпті металл дендриттердің түзілуіне әкеледі, олар аккумулятордың жұмысын нашарлатып, жылдам зарядтау кезінде кенеттен тұтану немесе жарылыс тудыруы мүмкін.
Молекулалық деңгейдегі жаңа шешім
Осы шектеулерді жеңу үшін негізінен Қытай Ғылым және Технология Университетінің зерттеушілер тобы аккумулятор электролитін молекулалық деңгейде өзгертті. Жұмыс барысында сұйықтықтағы еріткіш молекулаларының құрылымы қайта құрылып, заряд тасымалдау процесі жеделдетілді. Стандартты конфигурацияның орнына молекулалар жазық, жоғары ұйымдастырылған электрондық арналары бар құрылымға ие болды, олар планарлы-үйлестірілген электрондық арналар деп аталды. Мұндай құрылым қозғалатын электрондар мен литий иондары арасында берік әрі тиімді байланыс орнатып, негізгі химиялық реакцияларды айтарлықтай жылдамдатады және қауіпті дендриттердің түзілуіне жол бермейді.
Сынақ нәтижелері
Өнеркәсіптік литий-металл аккумуляторларында жаңа электролит жоғары тиімділігін көрсетті. Жазық электрондық арналары бар электролитті қолдану батареяларға 1 747,6 Вт/кг зарядтау қуат тығыздығында 15 минут ішінде тұрақты әрі қауіпсіз толық зарядқа жетуге мүмкіндік берді.
Қолдану перспективалары
Бұл зерттеу жоғары сыйымдылықты келесі буын аккумуляторларының нарыққа шығуына кедергі келтіріп отырған күрделі электрохимиялық тосқауылдарды еңсеруге берік негіз қалайды. Егер бұл технология коммерцияланса, жүріс қоры ұлғайтылған және жылдам зарядталатын электромобильдердің пайда болуы мүмкін.