Нова технологія акумуляторів робить електромобілі безпечнішими.

Хоча технологія твердотільних акумуляторів на основі магнію все ще перебуває на стадії дослідження, вона привертає увагу завдяки своєму кращому терміну служби порівняно з традиційними конструкціями.

Хоча літій-іонні акумулятори вважаються перспективною альтернативою завдяки своєму потенціалу безпеки та нижчій вартості матеріалів, небажані реакції на межі розділу між твердотільними магнієвими компонентами призводять до зниження продуктивності та скорочення терміну служби акумулятора.

Промисловість працює над тим, щоб зробити акумулятори для електромобілів безпечнішими та довговічнішими.

ФОТО: РЕЙТЕРС

Дослідницька група з Університету Тохоку (Японія) знайшла спосіб перетворити хімічні реакції, які зазвичай погіршують продуктивність акумулятора, на механізми, що покращують стабільність та транспорт іонів. Вони виявили, що ці реакції на з'єднаннях не обов'язково потрібно усувати; натомість, ретельний контроль над ними може покращити рухливість іонів магнію всередині акумулятора, зберігаючи при цьому довгострокову стабільність.

Дослідницька група розробила анодний електрод зі сплаву магнію та олова (Mg-Sn) для балансування хімічної реакційної здатності та транспорту іонів. Налаштовуючи поверхню та внутрішню структуру анода, вони створили умови, що сприяли більш рівномірному осадженню магнію та плавнішому руху іонів під час заряджання та розряджання.

Професор Хао Лі з Інституту досліджень передових матеріалів Університету Тохоку сказав: «Довгий час реакції на межі розділу фаз вважалися чимось, чого слід уникати. Але наше дослідження показує, що коли ці реакції ретельно регулюються, а не пригнічуються, вони можуть допомогти твердотільним магнієвим батареям працювати набагато ефективніше».

Відео показує випробування технології "заряджання від батарей" на електромобілях у Китаї.

Ключ до розвитку технології твердотільних магнієвих акумуляторів.

Щоб виготовити покращений анод, дослідницька група включила олово до магнію, утворюючи стабільну сполуку _Mg₂Sn , яка допомагає регулювати реакції всередині акумулятора. Команда протестувала різні сплави на основі магнію з різними субфазами, щоб визначити склад, який забезпечив найкращі електрохімічні характеристики, а потім оцінила матеріали в умовах експлуатації акумулятора, вимірюючи такі фактори, як іонний транспорт, стабільність інтерфейсу та циклічна поведінка.

Результати показали, що оптимізований сплав Mg-Sn забезпечив найвищі загальні характеристики, підтримуючи стабільну роботу протягом понад 1300 годин під час випробувань твердотільних акумуляторів. Цей сплав також продемонстрував цикл зарядки/розрядки в 400 разів довше, ніж чистий магній, що доводить значне покращення терміну служби акумулятора.

Дослідники вважають, що майбутній розвиток акумуляторів має бути зосереджений не лише на покращенні іонної провідності, але й на контролі хімічних реакцій, що відбуваються на цих поверхнях розділу. Їхні висновки свідчать про те, що одночасне балансування реакційної здатності та іонного транспорту може забезпечити нову стратегію проектування майбутніх твердотільних акумуляторних систем.

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