Литиево-йонните батерии за електрически превозни средства (EV) са изправени пред проблеми с безопасността и стабилността поради прегряване на сепараторите, късо съединение и намалена ефективност. С цел да смекчат тези недостатъци, изследователите са използвали техника на присаждане на полимеризация и са разработили иновативни слоести сепаратори от силициеви наночастици, които са термично стабилни и издръжливи. Батериите с тези сепаратори са по-безопасни и показват подобрена производителност. Това развитие може да допринесе за приемането на електромобили за декарбонизиране на транспортния сектор.
Акумулаторната литиево-йонна батерии (или литиево-йонни батерии или LIB) станаха изключително популярни и повсеместни през последните три десетилетия. Поради високата енергийна плътност, лекото тегло и възможността за презареждане, те се използват широко в мобилни телефони, лаптопи, аудио-визуални устройства, съхранение на енергия и електрически превозни средства (EV) и са се превърнали в неразделна част от ежедневието. LIBs са екологични, осигуряват съхранение на чиста енергия и допринасят за декарбонизиране икономика.
Въпреки това, литиево-йонни батерии са изправени пред риск за безопасността на електрическите превозни средства (EV) и системите за съхранение на енергия главно поради прегряване на полиолефиновите сепаратори. Сепараторите предотвратяват директен контакт между катода и анода, но се стопяват, когато температурата се повиши до 160 °C поради прегряване. В резултат на това анодът и катодът могат да влязат в пряк контакт чрез образуване на Li дендрити, следователно вътрешни къси съединения и неадекватна абсорбция на електролити и намалена ефективност.
Имаше усилия за справяне с този недостатък. Беше обмислено нанасяне на покритие от керамика, но се оказа неподходящо, тъй като увеличаваше дебелината на сепараторите и намаляваше адхезията.
В скорошно проучване изследователите от Националния университет в Инчеон са използвали техника на присадена полимеризация, за да прикрепят равномерен слой от силициев диоксид (SiO2) наночастици към полипропиленови (PP) сепаратори. Така сепараторите са модифицирани с покритие от SiO2 с дебелина 200 nm са по-устойчиви на топлина и потискат образуването на дендрити, като същевременно запазват капацитета за съхранение на енергия. Това предполага, че базираният на полипропилен сепаратор (PPS) на литиево-йонни батерии може да бъде импровизиран, за да смекчи вътрешните къси съединения и да направи батерията по-безопасна и ефективна.
Това развитие е уместно и обещаващо за LIB в електрически превозни средства (EV) и системи за съхранение на енергия. Веднъж комерсиализирани, импровизираните LIB с по-добра безопасност и ефективност могат да помогнат за навлизането на екологични електрически превозни средства.
***
Литература:
- Manthiram, A. Размисъл върху катодната химия на литиево-йонната батерия. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Парк Дж., и др 2024. Свръхтънки наслоени сепаратори от SiO2 наночастици чрез повърхностна мултифункционална стратегия за литиево-метални батерии: Силно подобрена устойчивост на литиево-дендритни и термични свойства. Материали за съхранение на енергия. Том 65, февруари 2024 г., 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
 face safety and stability issues due to overheating of separators, short circuits and reduced efficiency. With an aim to mitigate these shortcomings, researchers used a graft polymerization technique and developed innovative silica nanoparticles layered separators that are thermally stable and durable. Batteries with these separators are safer and showed improved performance. This development can contribute to adoption of EVs towards decarbonising transport sector.){kind=link}