Ny batteriteknologi gjør elbiler tryggere.

Selv om den fortsatt er i forskningsfasen, tiltrekker magnesiumbaserte solid-state-batteriteknologi seg oppmerksomhet på grunn av sin overlegne levetid sammenlignet med tradisjonelle design.

Selv om det anses som et lovende alternativ til litiumionbatteriteknologi på grunn av potensialet for sikkerhet og lavere materialkostnader, fører uønskede reaksjoner i grensesnittet mellom solid-state magnesiumbatterikomponenter til redusert ytelse og forkortet batterilevetid.

Bransjen jobber med å gjøre batterier til elektriske kjøretøy tryggere og mer holdbare.

FOTO: REUTERS

Et forskerteam ved Tohoku University (Japan) har funnet en måte å omdanne kjemiske reaksjoner som vanligvis forringer batteriytelsen til mekanismer som forbedrer stabilitet og ionetransport. De oppdaget at disse forbindelsesreaksjonene ikke nødvendigvis trenger å elimineres; i stedet kan nøye kontroll av dem forbedre mobiliteten til magnesiumioner i batteriet, samtidig som langsiktig stabilitet opprettholdes.

Forskningsteamet utviklet en anodeelektrode av magnesium-tinn (Mg-Sn)-legering for å balansere kjemisk reaktivitet og ionetransport. Ved å finjustere overflaten og den indre strukturen til anoden skapte de forhold som støttet en mer jevn magnesiumavsetning og jevnere ionebevegelse under lading og utlading.

Professor Hao Li ved Institute for Advanced Materials Research ved Tohoku University sa: «I lang tid ble grenseflatereaksjoner ansett som noe man burde unngå. Men forskningen vår viser at når disse reaksjonene reguleres nøye i stedet for å undertrykkes, kan de hjelpe faststoffmagnesiumbatterier til å fungere mye mer effektivt.»

Video viser testing av «batterifyrings»-teknologi på elbiler i Kina.

Nøkkelen til å fremme teknologien for faststoff-magnesiumbatterier.

For å lage den forbedrede anoden, innlemmet forskerteamet tinn i magnesium, og dannet en stabil forbindelse _Mg₂Sn , som bidrar til å regulere reaksjonene i batteriet. Teamet testet forskjellige magnesiumbaserte legeringer med forskjellige underfaser for å bestemme sammensetningen som ga best elektrokjemisk ytelse, og evaluerte deretter materialene under batteriets driftsforhold, og målte faktorer som ionetransport, grensesnittstabilitet og syklusoppførsel.

Resultatene viste at den optimaliserte Mg-Sn-legeringen leverte den sterkeste totalytelsen, og opprettholdt stabil drift i over 1300 timer under testing av solid-state-batterier. Denne legeringen viste også en lade-/utladningssyklusytelse som var 400 ganger lengre enn ren magnesium, noe som beviste betydelige forbedringer i batteriets levetid.

Forskere foreslår at fremtidig batteriutvikling ikke bare bør fokusere på å forbedre ionledningsevnen, men også på å kontrollere de kjemiske reaksjonene som skjer ved disse grensesnittene. Funnene deres indikerer at samtidig balansering av reaktivitet og ionetransport kan gi en ny designstrategi for fremtidige faststoffbatterisystemer.

Kilde: https://thanhnien.vn/cong-nghe-pin-moi-giup-xe-dien-an-toan-hon-185260527143149412.htm