(снимка: CC0 Public Domain)
Изследователски проект, подкрепен от южнокорейското правителство, откри методи за подобряване на стабилността на т.нар. твърдотелни батерии. Откритията, публикувани в научното издание ACS Energy Letters, ще насърчат разработването на по-безопасни батерийни системи.
Според публикации в масовите медии, изследователският екип на отдела за енергийно химическо инженерство към Националния институт за наука и технологии в Улсан (UNIST) е изяснил взаимовръзката между термичната стабилност на катода на акумулаторната батерия и твърдите халогенни електролити. Резултатите от изследването отварят пътя за създаване на по-стабилни твърдотелни батерии.
Понастоящем широко използваните литиево-йонни батерии са пълни с органични течни електролити, които крият риск от пожар и експлозия. За да смекчи тези рискове, индустрията започна да търси подходящи алтернативи. Незапалимите неорганични твърди електролити, известни като изцяло твърдотелни батерии (ASSB), привличат вниманието.
[related-posts]
Сред неорганичните твърди електролити, сулфидните твърди електролити са силно предпочитани при разработване на твърдотелни батерии от следващо поколение. Въпреки това, сулфидните твърди електролити показват проблеми с термичната стабилност, поради експлозивното разлагане между електролита и електродите.
UNIST търсеше халогенни твърди електролити за решение на проблема. Халидните твърди електролити демонстрират по-добра окислителна стабилност от сулфидите и се използват предимно в катоди и композити.
Изследователският екип на UNIST комбинира най-представителния халиден твърд електролит, литиево-индиев хлорид (Li3InCl6), със зареден никел-кобалт-манганов катод (NCM 622 със съотношение 60% никел, 20% кобалт и 20% манган), за да създаде композит за оценка на термичната стабилност. Изследването потвърждава по-високата температура на разпадане в началото, което подобрява стабилността на батерията. Значителното намаляване на отделянето на кислород смекчава рисковете от експлозия.
Чрез своите експерименти изследователският екип откри още, че кислородът, генериран от катода, не се трансформира в газ, а изчезва по време на ендотермична реакция с литиево-индиев хлорид. Освен това, заместването на литиев циркониев хлорид (Li2ZrCl6) или използването на литиев кобалтов оксид (LiCoO2) като материал на катода дава подобни резултати, се казва в публикацията.
Според учените, откритието предлага нова изследователска посока за подобряване на термичната стабилност на твърдотелните батерии, служейки като критичен критерий за проектиране на безопасни батерийни системи. Фокусът на изследването е върху взаимодействието между твърди електролити и електроди, за да улесни проектирането и разработването на по-стабилни твърди електролити.
