31 مه 2024-باتری های EV با شارژ سریع-© shutterstock/Oasishifi
یک پیشرفت انقلابی در فناوری باتری‌های لیتیوم یونی، نویدبخش افزایش عملکرد، پایداری و طول عمر باتری‌ها در خودروهای الکتریکی (EVs) است.این نوآوری که توسط یک تیم تحقیقاتی در موسسه تحقیقات الکتروتکنولوژی کره (KERI) هدایت می شود، با هدف غلبه بر چالش های مرتبط با شارژ سریع است.
این نقطه عطف در باتری‌های EV با شارژ سریع می‌تواند در افزایش پذیرش خودروهای الکتریکی بسیار مهم باشد.
تمرکز این تیم بر بهبود پایداری شارژ و دشارژ باتری‌های لیتیوم یونی، به ویژه در شرایط شارژ سریع بود.
به طور سنتی، افزایش چگالی انرژی در این باتری‌ها، الکترودهای ضخیم‌تری را درگیر می‌کند که اغلب منجر به تخریب باتری و کاهش عملکرد در هنگام شارژ سریع می‌شود.این پیشرفت از پوشش بخشی از سطح آند باتری های لیتیوم یون با ذرات اکسید آلومینیوم (Al2O3) کوچکتر از یک میکرومتر حاصل شد.
برخلاف بسیاری از روش‌هایی که مواد داخلی الکترود را اصلاح می‌کنند، تیم از تکنیک ساده‌تری برای اعمال این پوشش استفاده کرد.
اکسید آلومینیوم، که به دلیل عایق الکتریکی عالی، مقاومت در برابر حرارت، پایداری شیمیایی و خواص مکانیکی معروف است، برای مدیریت موثر رابط بین آند و الکترولیت شناخته شد.این پوشش یک مسیر کارآمد برای انتقال لیتیوم-یون ایجاد می‌کند و از رسوب الکتریکی مضر لیتیوم در طول شارژ سریع جلوگیری می‌کند.
این تکنیک پوشش یک مزیت قابل توجه دیگر را ارائه می دهد: چگالی انرژی باتری های لیتیوم یون را افزایش می دهد.
روش‌های مرسوم که مواد کاربردی را به داخل الکترود وارد می‌کنند، می‌توانند فرآیند سنتز را پیچیده کرده و مقدار لیتیوم برگشت‌پذیر را کاهش دهند، که منجر به ضخیم‌تر شدن الکترودها و مشکلات عملکرد در طول شارژ سریع می‌شود.
با این حال، فناوری KERI با پردازش سطح آند گرافیتی، عملکرد پایداری را بدون به خطر انداختن مقدار لیتیوم برگشت‌پذیر، حتی در الکترودهای لایه ضخیم با چگالی بالا، به دست می‌آورد.در آزمایش‌های مختلف، آند با چگالی انرژی بالا با پوشش اکسید آلومینیوم عملکردی در سطح جهانی نشان داد.
باتری ها حتی پس از 500 چرخه شارژ سریع بیش از 83.4 درصد از ظرفیت خود را حفظ کردند. این عملکرد چشمگیر با سلول های کیسه ای تا 500 میلی آمپر ساعت تأیید شد، که پتانسیل کاربرد در دنیای واقعی را نشان می دهد.
تیم تحقیقاتی اکنون بر روی افزایش مقیاس این فناوری متمرکز شده است تا آن را برای سلول های بزرگتر، متوسط تا ظرفیت بزرگتر قابل استفاده کند.این پیشرفت یک گام مهم به جلو در تلاش برای باتری‌های برقی کارآمد، طولانی مدت و با شارژ سریع است که به طور بالقوه پذیرش خودروهای الکتریکی در سراسر جهان را تسریع می‌کند.
