Kauçukun ənənəvi materialları əvəz edəcəyi və yeni nəsil bərk cisim batareyaları üçün əsas material olacağı gözlənilir

Elektrikli nəqliyyat vasitələrinin (EV) əsas dövriyyəyə keçməsi üçün onların istifadə zamanı partlamayan və ətraf mühitə zərər verməyən, qənaətcil, daha təhlükəsiz və uzunömürlü akkumulyatorlara ehtiyacı var. Corciya Texnologiya İnstitutunun tədqiqatçıları adi litium-ion batareyalara perspektivli alternativ tapmış ola bilərlər:rezin.

Elastomerlər və ya sintetik kauçuk, üstün mexaniki xüsusiyyətlərinə görə istehlak məhsullarında və geyilə bilən elektronika və yumşaq robotlar kimi qabaqcıl texnologiyalarda geniş istifadə olunur. Tədqiqatçılar tapdılar ki, material 3D strukturda formalaşdıqda, o, batareyaların daha uzun müddət doldurulmasına və daha uzağa getməsinə imkan verən üstün mexaniki möhkəmliyə malik sürətli litium ionlarının daşınması üçün super magistral rolunu oynayır. Tədqiqat Koreya Qabaqcıl Elm və Texnologiya İnstitutu ilə birgə həyata keçirilib və Nature jurnalında dərc olunub.

Adi litium-ion akkumulyatorunda ionlar maye elektrolitlə hərəkət edir. Bununla belə, bu cür batareyalar təbii olaraq qeyri-sabitdir: hətta ən kiçik zədə elektrolitlərə sızaraq partlayışa və ya yanğına səbəb ola bilər. Təhlükəsizlik narahatlıqları sənayeni qeyri-üzvi keramika materialları və ya üzvi polimerlərdən istifadə etməklə hazırlana bilən bərk hallı batareyalara diqqət yetirməyə məcbur etdi.
"Əksər sənaye qeyri-üzvi bərk elektrolitlərin yaradılmasına diqqət yetirir. Lakin onları hazırlamaq çətindir, bahalıdır və ekoloji cəhətdən təmiz deyil "deyir George W. Woodruff Maşın Mühəndisliyi Məktəbinin dosenti Seung Woo Lee, tədqiqat qrupunun bir hissəsi idi. digər materiallardan üstün olan rezin əsaslı üzvi polimer tapdı. Qatı polimer elektrolitlər aşağı istehsal dəyəri, toksik olmayan və yumşaq xassələri səbəbindən böyük maraq cəlb etməyə davam edir. Bununla belə, adi polimer elektrolitləri bərk dövlət batareyalarının etibarlı işləməsini təmin etmək üçün kifayət qədər ion keçiriciliyinə və mexaniki sabitliyə malik deyildir.
Yeni 3D dizayn enerji sıxlığı və performansda sıçrayış gətirir
Georgia Tech mühəndisləri istifadə etdilərrezinümumi problemləri həll etmək üçün elektrolitlər (litium ionlarının yavaş nəqli və zəif mexaniki xüsusiyyətlər). Əsas irəliləyiş materialların möhkəm rezin matrisdə üçölçülü (3D) bir-birinə bağlı plastik kristal fazalar yaratmasına imkan vermək idi. Bu unikal struktur yüksək ion keçiriciliyi, əla mexaniki xüsusiyyətlər və elektrokimyəvi sabitlik gətirir.
Kauçuk elektrolit elektrod səthində möhkəm və hamar bir interfeys yaradan sadə polimerləşmə prosesindən istifadə edərək aşağı temperaturda hazırlana bilər. Kauçuk elektrolitinin bu unikal xüsusiyyətləri litium dendritlərin böyüməsinin qarşısını alır və ionların daha sürətli hərəkətinə imkan verir, bərk vəziyyətdə olan batareyaların hətta otaq temperaturunda etibarlı işləməsinə imkan verir.
Rezinyüksək mexaniki xassələri ilə hər yerdə istifadə edilən , daha ucuz, daha etibarlı və daha təhlükəsiz batareyalar hazırlamağa imkan verəcək. Daha yüksək ion keçiriciliyi o deməkdir ki, siz eyni vaxtda daha çox ionu hərəkət etdirə bilərsiniz və bu batareyaların xüsusi enerjisini və enerji sıxlığını artırmaqla siz elektrik avtomobilinin diapazonunu artıra bilərsiniz.

Tədqiqatçılar indi akkumulyatorun işini yaxşılaşdırmaq, onun dövriyyə müddətini artırmaq və daha yaxşı ion keçiriciliyi hesabına şarj müddətini azaltmaq yolları üzərində işləyirlər. İndiyə qədər onların səyləri batareya performansında/dövr müddətində iki yaxşılaşma ilə nəticələndi.

Bu iş Gürcüstanın elektromobillər üçün innovasiya mərkəzi kimi reputasiyasını artıra bilər. Qlobal enerji və neft-kimya şirkəti olan SK Innovation, ənənəvi litium-ion batareyalardan daha təhlükəsiz və daha çox enerji tutumlu yeni nəsil bərk cisim batareyalarını yaratmaq üçün İnstitut ilə davam edən əməkdaşlığın bir hissəsi olaraq elektrolit materialları üzrə əlavə tədqiqatları maliyyələşdirir. SK Innovation bu yaxınlarda Corciya ştatının Commerce şəhərində 2023-cü ilə qədər ildə 21,5 giqavat saat litium-ion batareyaları istehsal edəcəyi gözlənilən yeni elektrik avtomobil akkumulyatoru zavodunun tikintisini elan etdi.
Tamamilə bərk vəziyyətdə olan batareyalar elektrik nəqliyyat vasitələrinin yürüşünü və təhlükəsizliyini əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər. Sürətlə böyüyən akkumulyator şirkətləri, o cümlədən SK Innovation, tam bərk hallı batareyaların kommersiyalaşdırılmasına ev bazarı üçün oyun dəyişdiricisi kimi baxırlar. SK Innovation-un Yeni Nəsil Batareya Araşdırma Mərkəzinin direktoru Kyounghwan Choi dedi: “SK Innovation və Corciya İnstitutundan professor Seung Woo Lee ilə əməkdaşlıqda davam edən layihə vasitəsilə tam bərk cisimli batareyaların sürətli tətbiqi və kommersiyalaşdırılmasına böyük ümidlər var. Texnologiya."