Ny batteriteknik gör elbilar säkrare.

Även om det fortfarande är i forskningsfasen drar magnesiumbaserade solid state-batterier till sig uppmärksamhet på grund av sin överlägsna livslängd jämfört med traditionella konstruktioner.

Även om det anses vara ett lovande alternativ till litiumjonbatteriteknik på grund av dess potential för säkerhet och lägre materialkostnader, leder oönskade reaktioner vid gränssnittet mellan komponenterna i fasta magnesiumbatterier till minskad prestanda och förkortad batterilivslängd.

Branschen arbetar för att göra elbilsbatterier säkrare och mer hållbara.

FOTO: REUTERS

Ett forskarteam vid Tohoku University (Japan) har hittat ett sätt att omvandla kemiska reaktioner som vanligtvis försämrar batteriers prestanda till mekanismer som förbättrar stabilitet och jontransport. De upptäckte att dessa övergångsreaktioner inte nödvändigtvis behöver elimineras; istället kan noggrann kontroll av dem förbättra rörligheten hos magnesiumjoner i batteriet samtidigt som långsiktig stabilitet bibehålls.

Forskargruppen utvecklade en anodelektrod av magnesium-tenn (Mg-Sn)-legering för att balansera kemisk reaktivitet och jontransport. Genom att finjustera anodens yta och inre struktur skapade de förhållanden som stödde en mer enhetlig magnesiumavsättning och jämnare jonrörelse under laddning och urladdning.

Professor Hao Li vid Institutet för avancerad materialforskning vid Tohokuuniversitetet sa: ”Under lång tid ansågs gränssnittsreaktioner vara något som skulle undvikas. Men vår forskning visar att när dessa reaktioner noggrant regleras snarare än undertrycks, kan de hjälpa fasta magnesiumbatterier att fungera mycket mer effektivt.”

Video visar testning av "batteridriven" teknik på elbilar i Kina.

Nyckeln till att utveckla tekniken för fasta magnesiumbatterier.

För att tillverka den förbättrade anoden införlivade forskargruppen tenn i magnesium, vilket bildade en stabil förening _Mg₂Sn , som hjälper till att reglera reaktionerna i batteriet. Teamet testade olika magnesiumbaserade legeringar med olika underfaser för att bestämma den sammansättning som gav bäst elektrokemisk prestanda, och utvärderade sedan materialen under batteriets driftsförhållanden genom att mäta faktorer som jontransport, gränssnittsstabilitet och cykelbeteende.

Resultaten visade att den optimerade Mg-Sn-legeringen levererade den starkaste totala prestandan och bibehöll stabil drift i över 1 300 timmar under tester av solid state-batterier. Denna legering uppvisade också en laddnings-/urladdningscykelprestanda som var 400 gånger längre än ren magnesium, vilket bevisar betydande förbättringar av batteriets livslängd.

Forskare föreslår att framtida batteriutveckling inte bara bör fokusera på att förbättra jonledningsförmågan utan också på att kontrollera de kemiska reaktioner som sker vid dessa gränssnitt. Deras resultat tyder på att samtidig balansering av reaktivitet och jontransport skulle kunna ge en ny designstrategi för framtida fasta batterisystem.

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