Alman kolejleri ve üniversiteleri, toplam katı hal pilinin zorluklarını ve gereksinimlerini, önerilen işleme zinciri tedavi yöntemini değerlendiriyor

ଲେଖକ: ଆଇଫ୍ଲୋପାୱାର - Mea Hoolako Uku Uku

Almanya Münih Üniversitesi (TUM) ve Ulm Üniversitesi Helmholtz Enstitüsü (HIU) araştırmacıları, tüm katı hal lityum iyon ve lityum metal pillerin büyük ölçekli işlenmesinin zorluklarını ve gereksinimlerini değerlendiriyor. Araştırma sonuçlarını araştırma kurumlarından, malzeme tedarikçilerinden ve otomobil üreticilerinden gelen uzmanlara bildiriyorlar. Malzeme araştırması ile endüstriyel büyük ölçekli işleme arasındaki boşluğu daraltmak amacıyla ekip, sülfür ve oksit bazlı tam katı hal pillerinin (ASSB) elektrotlardan pil paketlemesine ve kalite kontrolüne kadar bir süreç zinciri işlemi öneriyor.

Araştırmacılar, sülfür bazlı tam katı hal pilinin ve geleneksel lityum iyon pilinin süreçlerini özel olarak karşılaştırdılar ve kompozit elektrot üretim sürecinin bazı tekniklerle ayarlanabilmesine rağmen, katı elektrolit izolasyon tabakasının üretimi ve lityum metal anotun entegrasyonunun yeni bir süreç olacağını belirttiler. Günümüzde tüketici elektroniği, endüstriyel ve otomotiv gibi birçok alanda yaygın olarak kullanılmasına rağmen, geleneksel lityum-iyon pillerde hammadde bulunabilirliği, güvenlik sorunları ve sınırlı enerji depolama kapasitesi gibi pek çok sorun bulunmaktadır. Schnell, araştırmacıların şunları kaydetti: "2025 yılında otomobil kullanım gereksinimlerini karşılamak için 800WH/L&39;nin 800Wh/L, 300WH/kg&39;nin ise daha fazla enerjiye ihtiyacı olacak.

"Konvansiyonel lityum-iyon pil, iki elektrot, bölmeler ve sıvı elektrolitten oluşan, savaşçı olmayan organik çözücüler ve iletken tuzlardan oluşan sızdırmazlıktan oluşur. Araştırmacılar, lityum iyon pillerde şu anda yaşanan birçok sorunun kökeninin bu sıvı elektrolitten kaynaklandığını söylüyor. Çözücünün yanıcı özelliği, akünün güvenlik sorunlarına ve yan reaksiyonlara neden olurken, iletken tuz ise akü kapasitesinin azalmasına ve eskimesine yol açmaktadır.

Pil işleme sırasında elektrolit doldurma ve ıslatma işlemi ve çok çeşitli kalıplama işlemleri gerçekleştirilir. Buna karşılık, yanıcı bileşenlerin bulunmaması nedeniyle, tam katı hal pilleri esasen daha güvenlidir ve enerji yoğunluğunu önemli ölçüde artırabilir. Elektriksel yalıtkan ve iyonik iletken olarak kullanılabilen sıvı elektrolit yerine tam katı hal pili kullanılıyor.

SolidPhysicalBarrier ayrıca uyarı dalı kristali oluşturarak lityum metalini anot malzemesi olarak da kullanabilir. Bu sayede hacimsel enerji yoğunluğu konvansiyonel grafit pillere göre %70’e kadar artırılabilmektedir. Ayrıca katı elektrolitin elektrokimyasal kararlılığı yüksek kapasiteli (kükürt gibi) veya yüksek voltajlı katot malzemelerinin kullanılmasına neden olabilir.

Genel olarak, araştırma ifadeleri, pil arayüzü kararlılığı ve elektriksel iletkenlik zorluğuyla başa çıkmak için malzeme seviyesinin sürekli iyileştirilmesi ve geliştirilmesinin yapılması gerektiği halde, gelecekteki araştırmaların malzeme ve işleme maliyetleri açısından daha önemli olmadığı, böylece pazara hızlı bir şekilde yatırım yapılabileceği sonucuna varılmıştır. .