Vedci vyriešili desaťročia trvajúcu záhadu okolo Li-ion batérií

Spolupráca Amerického ministerstva pre energetiku a Výskumného laboratória americkej armády priniesla objav, ktorý môže významne pomôcť všetkým vedeckým tímom vyvíjajúcim Li-ion batérie na ceste k lepším technológiám.

Z USA hlásia objav, ktorý umožňuje pohľad na prvé hodiny života batérie. Tie pritom do značnej miery určujú, ako dobre budú batérie fungovať. A to má viesť k batériám, ktoré sú energeticky výdatnejšie, trvácnejšie a bezpečnejšie.

Nová technológia umožňuje pohľad do batérie na nanomateriálovej molekulárnej úrovni, vďaka čomu je možné vidieť procesy, ktoré sa začnú diať hneď po prvotnom nabití batérie. A to je veľmi užitočné z hľadiska jej ďalšieho vývoja. Kľúčová je pritom tzv. medzifáza tuhého elektrolytu (SEI).

Tá zohráva dôležitú úlohu v procese blokovania nežiadúcich častíc a púšťania tých užitočných. Štruktúra tohto procesu bola pre vedcov doteraz záhadou, a to niekoľko desaťročí. SEI pri výrobe batérie totiž neexistuje. Tento veľmi tenký materiálový film sa vytvorí až po úplne prvom nabití batérie.

SEI ako brána k lepším batériám

SEI je akási brána, ktorá umožňuje lítiovým iónom prechádzať tam a späť medzi anódou a katódou. Zároveň zabezpečuje, aby sa elektróny obchádzali, čo udržuje batériu v prevádzke a umožňuje ukladanie energie.

Patentovaný prístup, známy aj ako liquid SIMS, ktorý vyvinuli vedci z PNNL – Pacific Northwest National Laboratory (patrí pod Americké ministerstvo energetiky) v spolupráci s Výskumným laboratóriom americkej armády, umožňuje bezprecedentný pohľad na to, ako sa SEI vytvára. To umožňuje predchádzanie problémom, ktoré prináša fungovanie batérie.

„Naša technológia umožňuje jednoznačné vedecké pochopenie molekulárnej aktivity v tejto komplexnej štruktúre (SEI). Zistenia môžu potenciálne pomôcť ostatným s prispôsobovaním chémie elektrolytu a elektród pri vytváraní lepších batérií,“ povedal Zihua Zhu, vedúci tímu, ktorý stojí za technológiou liquid SIMS.

Zdroj: PNNL

SÚVISIACE ČLÁNKY:
Nový objav: Svetlo má skrátiť čas nabíjania elektromobilov na polovicu
Ďalšia „prelomová“ batéria: „Samoliečiteľná“ a ľahko recyklovateľná
IBM oznámilo „revolučnú“ batériu bez ťažkých kovov a s 5 minútovým nabíjaním