Μπαταρίες λιθίου: οι ερευνητές έχουν βρει έναν νέο τρόπο για να εκραγούν την ικανότητά τους

Phonandroid : actu Android et High-tech

Οι μεταλλικές μπαταρίες λιθίου θα μπορούσαν να εκραγούν τη χωρητικότητα των μπαταριών, μειώνοντας το βάρος και το κόστος τους. Το τελευταίο χρησιμοποιεί μεταλλικό λίθιο απευθείας αντί για ιόντα λιθίου, όπως συμβαίνει σε όλες τις μπαταρίες ιόντων λιθίου στην αγορά. Ωστόσο, μέχρι τότε, αυτές οι μεταλλικές μπαταρίες δεν ήταν εμπορικά βιώσιμες λόγω της πολύ μικρής διάρκειας ζωής και του αυξημένου κινδύνου εκρήξεων. Όμως οι ερευνητές φαίνεται να έχουν βρει μια νέα λύση.

μπαταρία

Το λίθιο βρίσκεται στο επίκεντρο των τεχνολογικών επαναστάσεων των τελευταίων δεκαετιών, ιδίως στον τομέα της κινητής τηλεφωνίας, των smartphone, των φορητών ειδών κάθε είδους και των ηλεκτρικών αυτοκινήτων. Αλλά δεν είναι χωρίς τα ελαττώματα του: πρώτον, οι μπαταρίες ιόντων λιθίου μπορούν υπό ορισμένες συνθήκες να προκαλέσουν πυρκαγιές. Είναι αρκετά ακριβό στην κατασκευή. Τέλος, η ενεργειακή τους πυκνότητα αφήνει ακόμη πολλά να είναι επιθυμητά – ειδικά σε ηλεκτρικά οχήματα. Το βάρος των μπαταριών σε συνδυασμό με την ενεργειακή πυκνότητα της τεχνολογίας ιόντων λιθίου σημαίνει ότι οι τελευταίες αφιερώνουν σχεδόν το ένα τέταρτο της ικανότητάς τους να αλλάζουν το βάρος τους.

Μπαταρίες: είναι το μεταλλικό λίθιο το μέλλον των μπαταριών;

Το λίθιο είναι πράγματι ένα ιδιαίτερα αντιδραστικό στοιχείο – και μέχρι στιγμής οι κατασκευαστές έχουν προτιμήσει να αποφεύγουν τη χρήση μεταλλικού λιθίου απευθείας στις μπαταρίες – εξ ου και το γεγονός ότι μιλάμε περισσότερο για τις μπαταρίες ιόντων λιθίου. Ο λόγος είναι απλός: όταν το μεταλλικό λίθιο χρησιμοποιείται απευθείας ως ηλεκτρόδιο, οι προεξοχές αρχίζουν να σχηματίζονται ιδιαίτερα γρήγορα – αυτό ονομάζεται δενδρίτης. Και αυτοί οι δενδρίτες καταλήγουν να σπάσουν το φράγμα που χωρίζει τις θετικές και αρνητικές πλευρές της μπαταρίας, προκαλώντας βραχυκύκλωμα.

Ωστόσο, οι υγροί ηλεκτρολύτες στους οποίους βυθίζονται αυτά τα ηλεκτρόδια είναι εύφλεκτα. Και για να επιδεινωθούν τα πράγματα, το μεταλλικό λίθιο έρχεται επίσης αυθόρμητα σε επαφή με τον αέρα. Η ταχεία ανάπτυξη δενδριτών σε ηλεκτρόδια επικαλυμμένα με μεταλλικό λίθιο και ο αυξημένος κίνδυνος πυρκαγιάς έχουν οδηγήσει τη βιομηχανία να προτιμά λιγότερο επικίνδυνα ιόντα λιθίου (αν και όπως γνωρίζετε, εκρήξεις μπαταριών ιόντων λιθίου συμβαίνουν επίσης τακτικά. ).

Ακόμα περισσότερο με τις γνωστές τεχνολογίες μέχρι τότε, οι μεταλλικές μπαταρίες λιθίου έτειναν να υποφέρουν από μια ιδιαίτερα μικρή διάρκεια ζωής. Ωστόσο, οι ερευνητές στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ βρήκαν ένα νέο υπόστρωμα το οποίο, όταν καλύπτει ένα ηλεκτρόδιο επικαλυμμένο με μεταλλικό λίθιο, περιορίζει την ανάπτυξη των δενδριτών. Στις δοκιμές τους, οι ερευνητές κατάφεραν να διατηρήσουν το 85% της αρχικής φόρτισης μετά από 160 κύκλους – ενώ χωρίς αυτό το υπόστρωμα, το αποτέλεσμα είναι μάλλον περίπου 30%.

Διαβάστε επίσης: Η αυτονομία των smartphone μειώνεται – γιατί οι μπαταρίες ιόντων λιθίου φτάνουν στα όριά τους

Περισσότερο από τα smartphone, είναι ιδιαίτερα ηλεκτρικά οχήματα που πρέπει να επωφεληθούν από αυτήν την πρόοδο χάρη στη μείωση του βάρους των κυττάρων που θα πρέπει να αυξήσει την αυτονομία τους. Ωστόσο, όσο ενδιαφέρουσα είναι αυτή η πρόοδος, δεν πρέπει να βρεθεί σε προϊόντα που διατίθενται στην αγορά για μερικά χρόνια. Επιπλέον, αυτή δεν είναι η μόνη οδός έρευνας για τη δημιουργία μπαταριών με μεταλλικό λίθιο. Τα ερευνητικά κέντρα, ιδίως στο Tesla, εργάζονται, για παράδειγμα, σε έναν νέο τύπο μεταλλικής μπαταρίας λιθίου με έναν συμπαγή ηλεκτρολύτη, εκ των πραγμάτων εξαλείφοντας το σχηματισμό δενδριτών.

Πηγή: Stanford.edu