Nowa technologia akumulatorowa zwiększa bezpieczeństwo pojazdów elektrycznych.

Chociaż technologia akumulatorów magnezowych ze stałym elektrolitem znajduje się wciąż w fazie badań, cieszy się ona coraz większym zainteresowaniem ze względu na dłuższą żywotność w porównaniu z tradycyjnymi konstrukcjami.

Chociaż uważa się je za obiecującą alternatywę dla technologii akumulatorów litowo-jonowych ze względu na ich potencjalne bezpieczeństwo i niższe koszty materiałów, niepożądane reakcje na styku stałych komponentów akumulatora magnezowego prowadzą do obniżenia wydajności i skrócenia żywotności akumulatora.

Branża pracuje nad tym, aby akumulatory pojazdów elektrycznych były bezpieczniejsze i trwalsze.

ZDJĘCIE: REUTERS

Zespół badawczy z Uniwersytetu Tohoku (Japonia) znalazł sposób na przekształcenie reakcji chemicznych, które zazwyczaj pogarszają wydajność baterii, w mechanizmy poprawiające stabilność i transport jonów. Odkryli, że te reakcje na złączach nie muszą być koniecznie eliminowane; zamiast tego, ich staranna kontrola może poprawić ruchliwość jonów magnezu w baterii, zachowując jednocześnie długoterminową stabilność.

Zespół badawczy opracował anodę ze stopu magnezu i cyny (Mg-Sn), aby zrównoważyć reaktywność chemiczną i transport jonów. Poprzez odpowiednie dostrojenie powierzchni i struktury wewnętrznej anody, stworzono warunki sprzyjające bardziej równomiernemu osadzaniu się magnezu i płynniejszemu ruchowi jonów podczas ładowania i rozładowywania.

Profesor Hao Li z Instytutu Badań nad Materiałami Zaawansowanymi Uniwersytetu Tohoku powiedział: „Przez długi czas uważano, że reakcje międzyfazowe należy unikać. Jednak nasze badania pokazują, że gdy te reakcje są starannie regulowane, a nie tłumione, mogą one pomóc bateriom magnezowym ze stałym elektrolitem działać znacznie wydajniej”.

Na nagraniu widać testowanie technologii „odpalania z baterii” w samochodach elektrycznych w Chinach.

Klucz do rozwoju technologii akumulatorów magnezowych ze stałym elektrolitem.

Aby stworzyć ulepszoną anodę, zespół badawczy połączył cynę z magnezem, tworząc stabilny związek _Mg₂Sn , który pomaga regulować reakcje zachodzące w akumulatorze. Zespół przetestował różne stopy magnezowe o różnych subfazach, aby określić skład zapewniający najlepsze właściwości elektrochemiczne, a następnie ocenił materiały w warunkach pracy akumulatora, mierząc takie czynniki, jak transport jonów, stabilność interfejsu i zachowanie cykliczne.

Wyniki pokazały, że zoptymalizowany stop Mg-Sn zapewnił najwyższą ogólną wydajność, utrzymując stabilną pracę przez ponad 1300 godzin podczas testów akumulatorów półprzewodnikowych. Stop ten wykazał również 400-krotnie dłuższy cykl ładowania/rozładowania niż czysty magnez, co znacząco wydłużyło żywotność akumulatora.

Naukowcy sugerują, że przyszły rozwój baterii powinien koncentrować się nie tylko na poprawie przewodnictwa jonowego, ale także na kontrolowaniu reakcji chemicznych zachodzących na tych stykach. Ich odkrycia wskazują, że jednoczesne zrównoważenie reaktywności i transportu jonów może stanowić nowatorską strategię projektowania przyszłych systemów baterii półprzewodnikowych.

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