Naukowcy z Uniwersytetu McGill odkryli metodę zwiększania wydajności całkowicie półprzewodnikowych baterii litowych.
Naukowcy z Uniwersytetu McGill dokonali istotnego przełomu w udoskonalaniu całkowicie półprzewodnikowych akumulatorów litowych, które stanowią obiecującą technologię nowej generacji do akumulatorów pojazdów elektrycznych (EV).
Rozwiązując długotrwały problem z wydajnością akumulatorów, ta innowacja może utorować drogę bezpieczniejszym i trwalszym pojazdom elektrycznym.
Wyzwanie polega na oporze występującym w miejscu styku elektrolitu ceramicznego z elektrodami. To sprawia, że bateria jest mniej wydajna i zmniejsza się ilość energii, jaką może dostarczyć. Zespół badawczy odkrył, że utworzenie porowatej membrany ceramicznej zamiast tradycyjnej gęstej płyty i wypełnienie jej niewielką ilością polimeru może rozwiązać ten problem.
Poprawiona wydajność i stabilność baterii
„Dzięki zastosowaniu porowatej membrany wypełnionej polimerem możemy umożliwić swobodny przepływ jonów litu i wyeliminować opór międzyfazowy między stałym elektrolitem a elektrodami” – powiedział George Demopoulos, profesor na Wydziale Inżynierii Materiałowej, który kierował badaniami.
„To nie tylko poprawia wydajność akumulatora, ale także tworzy stabilny interfejs do pracy przy wysokim napięciu, co jest jednym z kluczowych celów branży”.
Obecne akumulatory litowo-jonowe opierają się na ciekłych elektrolitach, które stwarzają zagrożenie dla bezpieczeństwa ze względu na ich łatwopalność. Baterie półprzewodnikowe mają na celu zastąpienie komponentów płynnych elementami stałymi, aby poprawić bezpieczeństwo i wydajność. Ten nowy projekt oferuje nowatorski sposób pokonania jednej z kluczowych barier utrudniających urzeczywistnienie akumulatorów półprzewodnikowych w branży pojazdów elektrycznych.
„To odkrycie przybliża nas do zbudowania nowej generacji bezpieczniejszych i bardziej wydajnych akumulatorów do pojazdów elektrycznych” – powiedział pierwszy autor badania i absolwent studiów doktoranckich na Wydziale Inżynierii Materiałowej Senhao Wang.
Odniesienie: „4,8 V, całkowicie półprzewodnikowe akumulatory litowo-metalowe na bazie granatu ze stabilnym interfejsem”, Senhao Wang, Stéphanie Bessette, Raynald Gauvin i George P. Demopoulos, 18 września 2024 r., Raporty komórkowe Nauka fizyczna.
DOI: 10.1016/j.xcrp.2024.102213
