В Южной Корее разрабатывают литий-металлическую батарею с полной зарядкой за 12 минут и запасом хода в 800 км
- KOREA HERALD
- 4 сент.
- 2 мин. чтения
Корреспондент Гу Бон Хёк
- KAIST-LG Energy Solution решила проблему стабильности срока службы литий-металлических батарей
Квон Хёк Чжин (первый ряд слева), аспирант кафедры био- и химической инженерии KAIST, вместе с профессорами Ким Хи Таком и Ким Сон Су держит в руке пакет с новым жидким электролитом, препятствующим коагуляции [Предоставлено KAIST]
«Пробег 800 км на одной зарядке, плюс сверхбыстрая зарядка за 12 минут».
Корейская исследовательская группа решила проблему дендритов, которая является одной из основных проблем литий-металлических батарей нового поколения, представив новую парадигму в технологии аккумуляторов для электромобилей. В то время как существующие литий-ионные батареи ограничены максимальным запасом хода в 600 км, литий-металлические батареи позволяют проехать 800 км на одной зарядке, обеспечивает пробег более 300 000 км и сверхбыструю зарядку за 12 минут.
KAIST объявил 4 сентября, что команда Frontier Research Laboratory (FRL) под совместным руководством профессора Ким Хи Така из факультета био- и химической инженерии и LG Energy Solution разработала ключевую технологию жидкого электролита, препятствующего коагуляции, которая может значительно повысить производительность литиево-металлических батарей.
В литий-металлических батареях графитовый анод, один из основных материалов в литий-ионных батареях, заменен на литий-металл. Однако литий-металл по-прежнему сталкивается с серьезной технической проблемой: «дендритами», которые препятствуют обеспечению срока службы и стабильности батареи. Дендриты — это кристаллы лития в форме деревьев, которые образуются на поверхности анода во время зарядки батареи, негативно влияя на ее производительность и стабильность.
Данное явление происходит более интенсивно во время быстрой зарядки и может вызвать короткое замыкание внутри батареи. В результате разработка перезаряжаемых литий-металлических батарей, способных к быстрой зарядке, оказалась чрезвычайно сложной задачей.
Совместная исследовательская группа установила, что основной причиной образования дендритов при быстрой зарядке лития-металла является неравномерная реакция агрегации на поверхности лития-металла. Для решения этой проблемы они разработали новый жидкий электролит, препятствующий агрегации.
Инфографика о технологии литиево-металлических батарей [Предоставлено KAIST]
Новый жидкий электролит использует анионную структуру со слабой аффинностью к ионам лития (Li⁺), что сводит неровности на литиевом интерфейсе к минимуму. Он эффективно подавляет рост дендритов даже во время быстрой зарядки.
Эта технология позволяет сохранить высокую плотность энергии и преодолеть проблему низкой скорости зарядки, которая ранее считалась ограничением традиционных литий-металлических батарей. Она обеспечивает стабильную работу при быстрой зарядке и увеличивает дальность пробега.
«Четырехлетнее сотрудничество между LG Energy Solution и KAIST в рамках FRL приносит значительные результаты», добавив: «Мы будем и дальше укреплять сотрудничество между промышленностью и научным сообществом, чтобы решать технические проблемы и достигать первоклассных результатов в области батарей нового поколения» - сказал Ким Чжэ Ён, технический директор LG Energy Solution.
По оценкам профессора Ким Хи Така, данное исследование «стало основой для преодоления технических проблем литий-металлических батарей благодаря пониманию межфазной структуры, а также устранило самое большое препятствие для их внедрения в электромобили».
Результаты исследования опубликованы в международном научном журнале «Nature Energy» 3 сентября.
Комментарии