Новые аккумуляторные технологии делают электромобили безопаснее.

Несмотря на то, что технология твердотельных батарей на основе магния все еще находится на стадии исследований, она привлекает внимание благодаря своему значительно большему сроку службы по сравнению с традиционными конструкциями.

Несмотря на то, что магниевые батареи считаются многообещающей альтернативой литий-ионным аккумуляторам благодаря потенциальной безопасности и более низким затратам на материалы, нежелательные реакции на границе раздела между компонентами твердотельных магниевых батарей приводят к снижению производительности и сокращению срока службы батареи.

В отрасли ведутся работы по повышению безопасности и долговечности аккумуляторов для электромобилей.

ФОТО: REUTERS

Исследовательская группа из Университета Тохоку (Япония) нашла способ преобразовать химические реакции, которые обычно ухудшают характеристики батареи, в механизмы, улучшающие стабильность и перенос ионов. Они обнаружили, что эти реакции на границе раздела не обязательно должны быть устранены; вместо этого, тщательный контроль над ними может улучшить подвижность ионов магния внутри батареи, сохраняя при этом долговременную стабильность.

Исследовательская группа разработала анодный электрод из сплава магния и олова (Mg-Sn) для балансировки химической активности и ионного транспорта. Путем регулирования поверхностной и внутренней структуры анода им удалось создать условия, способствующие более равномерному осаждению магния и более плавному движению ионов во время зарядки и разрядки.

Профессор Хао Ли из Института исследований передовых материалов при Университете Тохоку сказал: «Долгое время считалось, что реакций на границе раздела фаз следует избегать. Но наше исследование показывает, что при тщательном регулировании, а не подавлении этих реакций, они могут помочь твердотельным магниевым батареям работать гораздо эффективнее».

На видео показаны испытания технологии «зарядки от батареи» на электромобилях в Китае.

Ключ к развитию технологии твердотельных магниевых батарей.

Для создания улучшенного анода исследовательская группа внедрила олово в магний, образовав стабильное соединение _Mg₂Sn , которое помогает регулировать реакции внутри батареи. Группа протестировала различные сплавы на основе магния с разными субфазами, чтобы определить состав, обеспечивающий наилучшие электрохимические характеристики, а затем оценила материалы в условиях работы батареи, измеряя такие факторы, как перенос ионов, стабильность интерфейса и циклическое поведение.

Результаты показали, что оптимизированный сплав Mg-Sn продемонстрировал наилучшие общие характеристики, обеспечивая стабильную работу более 1300 часов в ходе испытаний твердотельной батареи. Этот сплав также показал циклы заряда/разряда в 400 раз дольше, чем чистый магний, что свидетельствует о значительном увеличении срока службы батареи.

Исследователи предполагают, что в будущем разработка батарей должна быть сосредоточена не только на улучшении ионной проводимости, но и на контроле химических реакций, происходящих на этих границах раздела. Их выводы указывают на то, что одновременное балансирование реакционной способности и ионного транспорта может стать новой стратегией проектирования для будущих твердотельных батарейных систем.

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