8 مارس 2021توسط موسسه فناوری جورجیا
فرآیند تولید جدید Georgia Tech می تواند سازندگان باتری را قادر به تولید باتری های سبک تر ، ایمن تر و دارای انرژی بیشتر کند.یک روش ساخت جدید می تواند به باتری های لیتیوم یونی خودرو حالت جامد اجازه دهد الکترولیت های سرامیکی غیر قابل اشتعال را با استفاده از همان فرآیندهای تولید باتری های ساخته شده با الکترولیت های مایع معمولی استفاده کنند.
فناوری نفوذ مذاب که توسط محققان علوم مواد در انستیتوی فناوری جورجیا ساخته شده است از مواد الکترولیتی استفاده می کند که می توانند به داخل الکترودهای متخلخل و در عین حال متراکم و پایدار از نظر حرارتی نفوذ کنند.فرآیند یک مرحله ای کامپوزیت های با چگالی بالا بر اساس نفوذ یک فشار الکتریکی جامد ذوب شده به داخل یک متخلخل ، جداکننده الکترود چند لایه ، تولید می کند.
“گلب یوشین” یک استاد در دانشکده علوم و مهندسی مواد در Tech Georgia. “توضیح داد: “در حالی که نقطه ذوب الکترولیت های حالت جامد سنتی می تواند از 700 درجه سانتیگراد تا بیش از 1000 درجه سانتیگراد باشد ، ما بسته به ترکیب الکترولیت ، در یک درجه حرارت بسیار پایین تر کار می کنیم ، تقریباً از 200 تا 300 درجه سانتیگراد ، در این دمای پایین ، ساخت بسیار سریعتر و آسانتر است. مواد در دمای پایین واکنش نشان نمی دهند. مجموعه های استاندارد الکترود ، از جمله اتصال دهنده پلیمر یا چسب ، در این شرایط می توانند پایدار باشند.”
این تکنیک جدید ، که در 8 مارس در مجله Nature Materials منتشر شده است ، می تواند باتری های بزرگ لیتیوم یونی را با 100٪ سرامیک غیر قابل اشتعال حالت جامد و نه با الکترولیت های مایع ، با استفاده از همان فرایندهای تولید معمول باتری الکترولیت مایع ، ایمن تر کند. . فناوری تولید در انتظار ثبت اختراع است.
ییران شیائو ، دانشجوی فارغ التحصیل جورجیا تک ، توضیح داد: “فناوری نفوذ مذاب پیشرفت اساسی است. عمر چرخه و پایداری باتری های لیتیوم یون به شدت به شرایط کار ، به ویژه دما بستگی دارد.” “اگر باتری ها برای مدت طولانی بیش از حد گرم شوند ، معمولاً زود از بین می روند .این باعث شده است که تقریباً همه وسایل نقلیه الکتریکی (EV) دارای سیستم های خنک کننده پیشرفته و نسبتاً گران باشند.” در مقابل ، باتری های حالت جامد ممکن است فقط به بخاری نیاز داشته باشند ، که به طور قابل توجهی ارزان تر از سیستم های خنک کننده هستند.
تکنیک Georgia Tech هنوز از نظر تجاری آماده نیست ، اما یوشین پیش بینی می کند که اگر بخش قابل توجهی از بازار EV آینده باتری های حالت جامد را بپذیرد ، “این احتمالاً تنها راه پیش برد است” ، زیرا به تولیدکنندگان اجازه می دهد از امکانات و زیرساخت های تولید موجود خود استفاده کنند.
وی گفت: “به همین دلیل ما روی این پروژه متمرکز شدیم – این یکی از مقرون به صرفه ترین زمینه های نوآوری تجاری برای آزمایشگاه ما بود.”
قیمت باتری باتری برای اولین بار در سال 2020 به 100 دلار در هر کیلووات ساعت رسیده است. به گفته یوشین ، قبل از اینکه بازار EV مصرف کننده کاملا باز شود ، آنها باید به زیر 70 دلار در هر کیلووات ساعت کاهش پیدا کنند. نوآوری در باتری برای این اتفاق بسیار مهم است.
