Niemieckie uczelnie i uniwersytety oceniają wyzwania i wymagania związane z całkowicie stałym akumulatorem, proponowaną metodą przetwarzania łańcucha

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Leverancier van draagbare energiecentrales

Uniwersytet w Monachium (TUM) oraz naukowcy z Instytutu Helmholtza (HIU) Uniwersytetu w Ulm oceniają wyzwania i wymagania związane z masową obróbką wszystkich stałych baterii litowo-jonowych i litowo-metalowych. Wyniki swoich badań przedstawiają ekspertom z instytucji badawczych, dostawcom materiałów i producentom samochodów. Aby zmniejszyć lukę między badaniami materiałowymi a przemysłową obróbką na dużą skalę, zespół zaproponował proces obróbki łańcuchowej baterii stałych (ASSB) na bazie siarczków i tlenków, od elektrod po opakowania baterii i kontrolę jakości.

Naukowcy przeprowadzili szczegółowe porównanie procesów produkcji baterii całkowicie stałych na bazie siarczków oraz konwencjonalnych baterii litowo-jonowych i stwierdzili, że chociaż proces produkcji elektrod kompozytowych można dostosować za pomocą pewnych technik, to produkcja warstwy izolacyjnej stałego elektrolitu oraz integracja anody litowo-metalicznej będzie nowym procesem. Chociaż są one obecnie powszechnie stosowane w elektronice użytkowej, przemyśle i motoryzacji, konwencjonalne baterie litowo-jonowe mają wiele problemów, w tym dostępność surowców, kwestie bezpieczeństwa i ograniczoną pojemność magazynowania energii. Schnell, badacze, powiedzieli: „Aby sprostać wymaganiom użytkowania samochodów w 2025 r., 800 WH/L będzie wynosić 800 Wh/L, a ponad 300 WH/kg to więcej niż energia.

„Tradycyjny akumulator litowo-jonowy składa się z dwóch elektrod, przegród i uszczelnienia wykonanego z ciekłego elektrolitu, który składa się z nieagresywnych rozpuszczalników organicznych i przewodzących soli. Naukowcy twierdzą, że wiele problemów, z jakimi borykają się obecnie akumulatory litowo-jonowe, ma związek z tym ciekłym elektrolitem. Łatwopalność rozpuszczalnika stwarza zagrożenia dla bezpieczeństwa i powoduje reakcje uboczne akumulatora, a przewodząca sól powoduje zanik i starzenie się pojemności akumulatora.

Podczas obróbki baterii następuje napełnianie elektrolitem i nawilżanie, a także szereg procesów formowania. Z kolei bateria w pełni stała jest bezpieczniejsza, ponieważ nie zawiera łatwopalnych składników i może znacznie poprawić gęstość energii. Zamiast ciekłego elektrolitu stosuje się akumulator w stanie stałym, który może służyć jako izolator elektryczny i przewodnik jonowy.

SolidPhysicalBarrier może również wykorzystywać lit metaliczny jako materiał anodowy poprzez tworzenie kryształu o rozgałęzieniu alarmowym. Dzięki temu gęstość energii objętościowej może być zwiększona aż o 70% w porównaniu do konwencjonalnych akumulatorów grafitowych. Ponadto stabilność elektrochemiczna stałego elektrolitu może powodować powstawanie materiałów katodowych o dużej pojemności (np. siarki) lub wysokim napięciu.

Podsumowując, wyniki badań wskazują, że chociaż konieczne jest ciągłe udoskonalanie i rozwijanie poziomu materiałów, aby sprostać wyzwaniom związanym ze stabilnością interfejsu baterii i przewodnością elektryczną, przyszłe badania nie są ważniejsze dla kosztów materiałów i przetwarzania, więc można szybko zainwestować w rynek. .