Bateriile litiu-ion pentru vehicule electrice (EV) se confruntă cu probleme de siguranță și stabilitate din cauza supraîncălzirii separatoarelor, scurtcircuitelor și eficienței reduse. Cu scopul de a atenua aceste deficiențe, cercetătorii au folosit o tehnică de polimerizare prin grefă și au dezvoltat separatoare stratificate de nanoparticule de silice inovatoare care sunt stabile termic și durabile. Bateriile cu aceste separatoare sunt mai sigure și au prezentat performanțe îmbunătățite. Această dezvoltare poate contribui la adoptarea vehiculelor electrice în vederea decarbonizării sectorului transporturilor.
Litiu-ion reîncărcabil baterii (sau bateriile Li-ion sau LIB) au devenit extrem de populare și omniprezente în ultimele trei decenii. Datorită densității mari de energie, greutății ușoare și reîncărcării, acestea sunt utilizate pe scară largă în telefoanele mobile, laptop-uri, dispozitive audio-vizuale, stocarea energiei și vehicule electrice cu motor (EV) și au devenit parte integrantă a vieții de zi cu zi. LIB-urile sunt ecologice, asigură stocarea de energie curată și contribuie la decarbonizarea economie.
Cu toate acestea, litiu-ion baterii se confruntă cu riscuri de siguranță pentru vehiculele electrice (EV) și sistemele de stocare a energiei, în principal din cauza supraîncălzirii separatoarelor de poliolefine. Separatoarele împiedică contactul direct între catod și anod, dar se topesc atunci când temperatura crește la 160 °C din cauza supraîncălzirii. Ca rezultat, anodul și catodul pot intra în contact direct prin formarea dendritelor de Li, deci scurtcircuite interne și absorbție inadecvată a electroliților și eficiență redusă.
S-au făcut eforturi pentru a rezolva acest neajuns. Sa gândit aplicarea unui strat de ceramică, dar sa considerat nepotrivită, deoarece a crescut grosimea separatoarelor și a redus aderența.
Într-un studiu recent, cercetătorii de la Universitatea Națională Incheon au folosit tehnica de polimerizare prin grefă pentru a atașa un strat uniform de dioxid de siliciu (SiO2).2) nanoparticule la separatoare din polipropilenă (PP). Separatoarele astfel modificate cu o acoperire de SiO2 de 200 nm grosime sunt mai rezistente la căldură și suprimă formarea dendritei, menținând în același timp capacitatea de stocare a energiei. Acest lucru sugerează că separatorul pe bază de polipropilenă (PPS) al bateriilor Li-ion poate fi improvizat pentru a atenua scurtcircuitele interne și pentru a face bateria mai sigură și eficientă.
Această dezvoltare este pertinentă și promițătoare pentru LIB-urile din vehiculele electrice (EV) și sistemele de stocare a energiei. Odată comercializate, LIB-urile improvizate cu o siguranță și o eficiență mai bune pot ajuta la adoptarea vehiculelor electrice ecologice.
***
Referinte:
- Manthiram, A. O reflecție asupra chimiei catodului bateriei cu litiu-ion. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Park J., et al 2024. Separatoare stratificate de nanoparticule de SiO2 ultra-subțiri printr-o strategie de multi-funcționalizare a suprafeței pentru bateriile Li-metal: Rezistență foarte îmbunătățită la Li-dendrită și proprietăți termice. Materiale de stocare a energiei. Volumul 65, februarie 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
