W znaczącym postępie, który może zmienić przyszłość pojazdów elektrycznych, chińscy naukowcy zidentyfikowali mechanizm, który stoi za awariami baterii litowej.
Chiny stały się światowym liderem w branży baterii litowych, ścigając się z międzynarodowymi konkurentami, zwłaszcza z Japonii i Korei.aby przyjąć technologie baterii nowej generacji.
Akumulatory stałego stanu, powszechnie uważane za jedno z najbardziej obiecujących rozwiązań w nadchodzącej dekadzie, mogą zrewolucjonizować magazynowanie energii.Pokonywanie przeszkód technicznych pozostaje największym obecnym wyzwaniem.
Znalezienie przyczyny
W przeciwieństwie do ciekłych elektrolitów stosowanych w konwencjonalnych bateriach, elektrolity stałe mają trudności z wchłanianiem napięć spowodowanych przez rozszerzanie i kurczenie się litu podczas cykli ładowania.
Te napięcia mogą powodować pęknięcia lub tworzenie dendrytów.struktur podobnych do igieł, które mogą wywoływać zwarcia, co stanowi poważne wyzwanie dla industrializacji tej technologii..
W ich nowym badaniu,Naukowcy z Uniwersytetu Tongji i Huazhong University of Science and Technology odkryli, że awarie baterii w stanie stałym są ściśle związane z zmęczeniem cyklu anody metalowej litu.
Zauważyli również, że zmęczenie to jest zgodne z dobrze określonymi zasadami mechanicznymi, takimi jak wielokrotne gięcie spinacza, które osłabia go aż w końcu pęka.
To odkrycie, opublikowane w piątek w czasopiśmie Science,zapewnia ilościowe ramy do przewidywania cykli życia baterii i otwiera nowe szlaki do projektowania systemów magazynowania energii o dłuższej trwałości.
"Praca ta potwierdza znaczenie zmęczenia w działaniu anod metalowych litu w bateriach stałych" - zauważyli Jagjit Nanda i Sergiy Kalnaus, dwaj amerykańscy naukowcy zajmujący się bateriami.w perspektywie badań.
Rewolucja baterii
Badania te podkreślają trwałe chińskie inwestycje w badania i rozwój w dziedzinie elektrochemii w ostatnich latach.Te przełomowe osiągnięcia napędzają chińską przewagę przemysłową i przygotowują kraj do powtórzenia sukcesu w nadchodzącej rewolucji technologii akumulatorów..
Akumulatory w stanie stałym, wykorzystujące elektrolity stałe zamiast ciekłych, osiągają znacznie wyższą gęstość energii (do 500 Wh/kg) niż tradycyjne baterie litowo-jonowe (200-300 Wh/kg).Zapewnia to więcej energii w tej samej objętości i zmniejsza rozmiar baterii.
Oznaczają one również lepszą stabilność termiczną, niepalność i brak ryzyka wycieku płynu, co znacznie obniża ryzyko samozapłonu i eksplozji.
Ouyang Minggao, ekspert w zakresie nowych systemów energetycznych i profesor na Uniwersytecie Tsinghua,przewiduje się, że osiągnięcie gęstości energii 500 Wh/kg będzie zależeć od krytycznych postępów w nauce materiałów, a rok 2027 ma być kluczowym rokiem dla przełomowych innowacji.
Chińskie giganty akumulatorów CATL i BYD wyznaczyły 2027 r. jako cel produkcji akumulatorów stałych na małą skalę.
Zespoły naukowe intensyfikują współpracę z firmami zajmującymi się bateriami, aby przyspieszyć komercjalizację technologii.
Shenzhen Institute of Advanced Technology przy Chińskiej Akademii Nauk podpisał umowę o współpracy z BYD, koncentrując się na najnowocześniejszych obszarach, takich jak baterie stałych.
Sun Huajun, dyrektor technologiczny działu akumulatorów BYD, przewidział, że akumulatory stałych osiągną zastosowanie na dużą skalę około 2030 r.
W związku z powyższym Komisja stwierdziła, że nie ma żadnych dowodów na to, że w Chinach istnieje znaczna różnica w zakresie produkcji akumulatorów.
"Z najbardziej kompletnym łańcuchem przemysłowym, największym rynkiem i największą liczbą naukowców, jesteśmy bardzo pewni podejścia Chin i mapy drogowej dla tej technologii" - powiedział Zu Sijie,wiceprezes SAIC Motor.
Twoja wiadomość musi mieć od 20 do 3000 znaków!
