Forskere har fundet en måde at tredoble litiummetalbatteriernes levetid på

Lithiummetalbatterier er en af ​​de mest lovende nye typer batterier. Når alt kommer til alt er deres potentielle kapacitet 10 gange større end lignende lithium-ion-batterier.

Men den øgede tendens til dannelse af dendriter og ætsende destruktion af metallisk lithium tillod ikke nye batterier at erobre markedet fuldt ud.

Men et forskergruppe ved Rice University synes at have fundet en løsning på dette problem.

Den videnskabelige gruppe foreslog en ret elegant løsning: ved hjælp af det mest almindelige klæbebånd og moderne laserteknologier lykkedes det dem at udvikle et helt nyt materiale til elektroden.

Lithiummetalbatteri og dets største ulemper

Ved designet af et lithiummetalbatteri er anoden (som i andre batterier er lavet af grafit) lavet af rent metal lithium.

Og da dette materiale har en øget specifik energi, er metallisk lithium i stand til at øge batterikapaciteten med 10 gange samt fremskynde opladningsprocessen mange gange.

Her er blot et antal væsentlige ulemper, og den vigtigste er en øget tendens til at danne såkaldte dendriter.

Metallisk opbygning, der reducerer batteriets faktiske kapacitet betydeligt og endda kan få batteriet til at antændes på grund af en intern kortslutning.

Hvad forskere har foreslået

For at minimere hastigheden af ​​dendritdannelse blev følgende løsning foreslået:

Tag det mest almindelige skotbånd, tilføj lidt grafen til det, vikl det omkring en kobberstrømsopsamler (som er en del af lithiumanoden), og behandl det med specielt indstillede lasere.

Samtidig blev emnet opvarmet til en ekstrem temperatur på 2026 grader Celsius, hvilket ændrede emnets originale egenskaber.

Denne behandling forvandlede kobberbåndet til en porøs struktur, som hovedsageligt begyndte at bestå af silicium og ilt med små urenheder af grafen.

Eksperimenter med materialet opnået på denne måde har vist, at det kan fungere som en beskyttende skal til strømopsamler, mens den aktivt absorberer og udsender metallisk lithium og samtidig ikke fremkalder dannelsen uønskede dendritter.

Derudover var stærk oxidation af lithiummetal et andet alvorligt problem. Dette reducerede lithiummetalbatteriers effektivitet og levetid betydeligt. Og for at reducere denne effekt var det nødvendigt at øge anoden.

Belægningen opnået under eksperimentet løste også dette problem. Når alt kommer til alt, viste de udførte tests, at levetiden for de testede prototyper steg mindst tre gange sammenlignet med lignende batterier uden særlig belægning.

Samtidig beholder nye batterier mindst 70% af deres oprindelige kapacitet efter 60 opladningsafladningscyklusser, hvilket også betragtes som et fremragende resultat.

Forskere har store forhåbninger om fremtidig udvikling og arbejder fortsat med at forbedre ydeevnen for lithiummetalbatterier.

Hvis du kunne lide materialet, så tag tommelfingrene op og sørg for at abonnere! Tak for din opmærksomhed!