Ученые разработали игру

Jul 03, 2023

Изображение предоставлено: Лаборатория хранения и преобразования энергии Калифорнийского университета в Сан-Диего / Дийи Ченг

Автор: редакция E&T

Опубликовано пятница, 4 августа 2023 г.

Команда Калифорнийского университета в Сан-Диего и Чикагского университета разработала новый материал, который можно использовать для создания литиевых батарей, работающих при нулевом внешнем давлении.

Команде удалось создать автономную тонкопленочную версию оксинитрида лития-фосфора (LiPON), твердотельного электролита.

Отдельно стоящие версии пленки LiPON (FS-LiPON) прошли несколько функциональных испытаний аккумуляторов, которые показали, что она способна обеспечить равномерно плотное электрохимическое осаждение металлического лития при нулевом внешнем давлении.

Литий-металлические батареи уже много лет вызывают интерес из-за их высокой плотности энергии. Однако их практическое применение ограничено из соображений безопасности и склонности лития образовывать дендриты, которые могут вызывать короткие замыкания и сокращать срок службы батареи.

LiPON был описан как «потенциально меняющий правила игры», поскольку он может позволить разработать новый тип литий-металлической батареи, которая работает при минимальном внешнем давлении, снижая риск образования дендритов и улучшая производительность.

LiPON был первоначально разработан группой ученых из Национальной лаборатории Ок-Ридж в 1992 году. До сих пор его было очень сложно производить и исследовать, поэтому он не подвергался широким испытаниям для производства аккумуляторов.

Однако исследователям удалось разработать новый подход к электролиту, используя тонкую гибкую мембрану из полимера, называемого полиэтиленоксидом (ПЭО).

Мембрана из ПЭО пропускает ионы лития, блокируя при этом образование дендритов. Он также может выдерживать высокие температуры, что делает его пригодным для использования в высокопроизводительных батареях. Это важно, поскольку литий-металлические батареи способны хранить больше энергии, чем современные литий-ионные батареи, но требуют более высоких рабочих температур.

Тонкопленочные батареи на основе LiPON находят множество применений в различных областях, например, в носимых устройствах и других компактных электронных устройствах.

«В целом, это исследование является значительным шагом вперед в разработке литий-металлических батарей», — заявили исследователи. «При дальнейших усовершенствованиях эти батареи могут произвести революцию в индустрии хранения энергии и обеспечить широкое внедрение возобновляемых источников энергии».

Результаты исследователей были опубликованы в статье в журнале Nature Nanotechnology.

Подпишитесь на рассылку новостей E&T News, чтобы каждый день получать на свой почтовый ящик такие замечательные истории.

Англия, Беркшир / Беркшир, Англия, Ридинг

44 990–67 400 фунтов стерлингов в год

Ридинг, Беркшир, Англия

£33770 - £48000 в год