Bateritë litium-jon për automjetet elektrike (EV) përballen me probleme sigurie dhe stabiliteti për shkak të mbinxehjes së ndarësve, qarqeve të shkurtra dhe reduktimit të efikasitetit. Me synimin për të zbutur këto mangësi, studiuesit përdorën një teknikë polimerizimi të shartimit dhe zhvilluan ndarës inovativë me shtresa të nanogrimcave silicë që janë termikisht të qëndrueshëm dhe të qëndrueshëm. Bateritë me këta ndarës janë më të sigurta dhe treguan performancë të përmirësuar. Ky zhvillim mund të kontribuojë në adoptimin e EV-ve drejt dekarbonizimit të sektorit të transportit.
Litium-jon i rikarikueshëm bateri (ose bateritë Li-jon ose LIB) janë bërë jashtëzakonisht të njohura dhe të kudogjendura në tre dekadat e fundit. Për shkak të densitetit të lartë të energjisë, peshës së lehtë dhe rikarikueshmërisë, këto përdoren gjerësisht në telefonat celularë, laptopët, pajisjet audio-vizuale, ruajtjen e energjisë dhe automjetet motorike elektrike (EV) dhe janë bërë pjesë integrale e jetës së përditshme. LIB-të janë miqësore me mjedisin, ofrojnë ruajtje të energjisë së pastër dhe kontribuojnë në dekarbonizimi ekonomi.
Megjithatë, litium-jon bateri përballen me rrezikun e sigurisë për automjetet elektrike (EV) dhe sistemet e ruajtjes së energjisë kryesisht për shkak të mbinxehjes së ndarësve poliolefin. Ndarësit parandalojnë kontaktin e drejtpërdrejtë midis katodës dhe anodës, por ato shkrihen kur temperatura rritet në 160 °C për shkak të mbinxehjes. Si rezultat, anoda dhe katoda mund të vijnë në kontakt të drejtpërdrejtë përmes formimit të dendriteve Li, pra qarqeve të shkurtra të brendshme dhe përthithjes së pamjaftueshme të elektroliteve dhe reduktimit të efikasitetit.
Ka pasur përpjekje për të përballuar këtë mangësi. Aplikimi i një shtrese qeramike mendohej por ishte i papërshtatshëm sepse rriti trashësinë e ndarësve dhe uli ngjitjen.
Në një studim të fundit, studiuesit e Universitetit Kombëtar Incheon përdorën teknikën e polimerizimit të shartimit për të bashkuar një shtresë uniforme të dioksidit të silikonit (SiO2) nanogrimca në ndarës polipropileni (PP). Ndarësit e modifikuar kështu me një shtresë të SiO2 me trashësi 200 nm janë më rezistente ndaj nxehtësisë dhe frenojnë formimin e dendriteve duke ruajtur kapacitetin e ruajtjes së energjisë. Kjo sugjeron që ndarësi me bazë polipropileni (PPS) i baterive Li-jon mund të improvizohet për të zbutur qarqet e shkurtra të brendshme dhe për ta bërë baterinë më të sigurt dhe efikase.
Ky zhvillim është i përshtatshëm dhe premtues për LIB-të në automjetet elektrike (EV) dhe sistemet e ruajtjes së energjisë. Pasi të tregtohen, LIB-të e improvizuara me siguri dhe efikasitet më të mirë mund të ndihmojnë në marrjen e automjeteve elektrike miqësore me mjedisin.
***
Referencat:
- Manthiram, A. Një reflektim mbi kiminë e katodës së baterive litium-jon. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Park J., et al 2024. Ndarës shumë të hollë me shtresë nanogrimcash SiO2 nga një strategji shumëfunksionalizimi sipërfaqësor për bateritë Li-metal: Rezistenca shumë e përmirësuar e li-dendritit dhe vetitë termike. Materialet e ruajtjes së energjisë. Vëllimi 65, shkurt 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
