Pramonės naujienos

Jodas gali apsaugoti baterijas

2021-06-16
MIT, Carnegie Mellon tyrinėtojai tiria „savaime gijiančias“ baterijas su nauja metalo halogenido kieta elektrolito medžiaga.

Denis Paiste | Medžiagų apdorojimo centras
2017 m. Kovo 8 d



„Kyocera“ medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Still-Ming Chiang (kairėje) dirba su MIT vyresniuoju Harry Thamanu (centre) ir postdoc Linsen Li, kad ištirtų naujos rūšies elektrolitą, skirtą „savaiminio gijimo“ ličio akumuliatorių elementams. susidarys pridedant halogenidinį elementą, pvz., jodą.

MIT ir Carnegie Mellon universiteto mokslininkai pagal JAV energetikos departamento dotaciją tiria naujo tipo elektrolitą, skirtą ličio baterijų elementams „savaime išgydyti“. Efektyvumo ir atsinaujinančios energijos biuras. Darbas gali lemti didesnį važiavimo diapazoną, pigesnes elektromobilių baterijas.

MIT „Kyocera“ medžiagų mokslo ir inžinerijos profesorius Still-Ming Chiang ir Carnegie Mellon universiteto mechanikos inžinerijos profesorius Venkatas Viswanathanas pirmųjų metų finansavimą gavo 456 742 USD iki rugsėjo 30 d. Projektas gali gauti iki 1,25 mln. trys metai.

„Vienas iš perspektyviausių kelių į didesnio energijos tankio transporto priemonių baterijas yra naudoti metalinius elektrodus, tokius kaip ličio. Tačiau tam reikia išspręsti problemą, pirmą kartą pripažintą prieš 40 metų. Nors ličio metalas buvo plačiai naudojamas vienkartinėse baterijose, jų nebuvo galima naudoti baterijose, kurios įkraunamos pakartotinai, - sako Chiangas.

Derindami kompiuterinį modeliavimo darbą CMU ir eksperimentinius bandymus MIT, mokslininkai tikisi parodyti, kad halogenidais praturtinti akumuliatoriaus elementai gali elektrochemiškai sudaryti ličio halogenido pagrindu pagamintą kietą elektrolitą, kad apsaugotų ličio metalo elektrodus. Elektrolitai yra barjeras, per kurį aktyvūs akumuliatoriaus elementai, pavyzdžiui, ličio jonai, sukasi pirmyn ir atgal tarp teigiamo ir neigiamo elektrodų.

Mokslininkai tikisi, kad ličio halogenido kieto elektrolito derinys su ličio metalo neigiamais elektrodais sulėtins arba užkirs kelią į varveklį panašių metalinių gijų, vadinamų „dendritais“, kaupimuisi ant metalo elektrodo. Šis nepageidaujamas kaupimasis galiausiai sukelia akumuliatoriaus gedimą. Mokslininkai mano, kad elektrolitas, kurio sudėtyje yra jodo, gali pasiūlyti „savigydos“ procesą, kuris apsaugo elektrodą nuo šių dendritų dygimo. Pagal šį projektą jie kurs baterijų prototipus, kurių veikimą galima palyginti su panašiomis ličio baterijomis be halogenidų priedų.

MIT postdoc Linsen Li ir bakalauro vyresnysis Harry Thaman dirba su projekto MIT dalimi.

Šis projektas yra vienas iš 35, kurį JAV energetikos departamentas pernai pasirinko kurti pažangias transporto priemonių baterijas ir elektrines pavaros sistemas.