На изображении показано, как Корейский институт науки и технологий применяет плазму для предотвращения проблем с дендритами внутри батарей (ACS Energy)
Корейский институт науки и технологий (KIST) во вторник заявил, что нашел новый способ предотвращения возгорания литий-металлических батарей с использованием полупроводниковой технологии.
По словам исследователей под руководством Ли Джун Ки, литий-металлические батареи - в которых в качестве анодов или «отрицательной стороны» используются металлы - более мощные, чем литий-ионные батареи, в которых в качестве анодов используется графит. Однако есть компромисс. Литий-металлические батареи более подвержены возгоранию из-за проблем с дендритами.
Дендриты - это крошечные жесткие древовидные структуры, которые растут внутри батарей. Когда батареи заряжаются и разряжаются, ионы лития перемещаются между положительной и отрицательной сторонами. Когда ионы лития реагируют с электронами около поверхности отрицательной стороны, ионы лития могут осаждаться нерегулярно и расширяться наружу. Эти заостренные иглы могут создавать проколы, в которых встречаются положительная и отрицательная стороны, что в свою очередь может вызвать короткое замыкание или пожар.
Команда KIST использовала полупроводниковую технологию и создала тонкий слой над отрицательной стороной, через который проходят только ионы лития, а не электроны. Проще говоря, когда ионы лития перемещаются в отрицательную сторону, они сначала проходят через этот слой, а затем встречаются с электронами. Это заставляет дендритов формироваться под поверхностью отрицательной стороны, а не над ней, тем самым предотвращая образование проколов наружу острыми иглами.
Ли и его команда подвергли фуллерен, классический полупроводниковый материал, воздействию плазмы при определенной температуре. Это превратило материал в тонкую полимеризованную углеродную пленку, которая позволяет смягчить проблемы с дендритами.
«В течение 1200 циклов литий-металлические батареи, нанесенные полимеризованной пленкой, не имели проблем с дендритами, тогда как типичные литий-металлические батареи смогли выдержать всего лишь 20 циклов в тех же условиях», - сказал представитель KIST.
Он добавил, что литий-металлические батареи KIST способные сохранить 81 процент производительности после 500 циклов, что является значительным улучшением по сравнению с 52 процентами у обычных литий-металлических батарей.
Ким Бён Ук (kbw@heraldcorp.com)
Comments