Verimli ve sürdürülebilir enerji depolama talebinin zirvede olduğu bir çağda, Harvard Üniversitesi Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Fakültesi'nin çığır açan bir gelişmesi, pil teknolojisi alanında yeni bir standart belirledi.Araştırmacılar, en az 6.000 şarj ve deşarj döngüsüne dayanabilen ve yalnızca birkaç dakika içinde tamamen şarj olma özelliğine sahip yeni bir lityum metal pili tanıttı.Bu devrim niteliğindeki gelişme, yalnızca pilleri kullanma biçimimizi değiştirmeyi vaat etmiyor, aynı zamanda elektrikli araçlar gibi sektörlerde daha pratik uygulamaların önünü açıyor.
Bu araştırmanın özü, potansiyel olarak devrim niteliğindeki pillerin malzemelerine yeni bakış açıları sunan bir yöntem olan lityum metal anotlar kullanılarak katı hal pillerin imalatında yatmaktadır.Yakın zamanda "Nature Materials" dergisinde yayınlanan çalışma, lityum metal anotların anlaşılması ve kullanılmasında kaydedilen önemli ilerlemelere dikkat çekiyor.Makalenin yazarı Xin Li şunu belirtti: “Lityum metal anot piller, pillerin kutsal kâsesi olarak kabul edilir.Ticari grafit anotların on katı kapasiteye sahip olup elektrikli araçların sürüş menzilini önemli ölçüde artırma potansiyeline sahiptirler.Araştırmamız, endüstriyel ve ticari uygulamalarda daha pratik katı hal pillerine doğru hayati bir adım atıyor."
Bu pillerin tasarımındaki en büyük zorluklardan biri anot yüzeyinde dendritlerin oluşmasıdır.Bu kök benzeri yapılar elektrolit içinde büyüyerek anot ve katodu ayıran bariyeri delerek pilin kısa devrelerine ve hatta yangınlara yol açabilir.2021'de Li ve ekibi, anot ve katot arasına çeşitli stabilitelere sahip farklı malzemeleri serpiştiren çok katmanlı bir pil tasarlayarak bu sorunu çözdü.Bu çok katmanlı, çok malzemeli tasarım, lityum dendritleri tamamen bloke etmedi ancak bunların nüfuzunu kontrol etti ve kontrol altına aldı.
Ekip, son araştırmalarında mikrometre boyutunda silikon parçacıklarını anota dahil ederek daha fazla ilerleme kaydetti.Bu yaklaşım, lityumlaşma reaksiyonunu küçültür ve kalın lityum metalinin tekdüze elektrokaplamasını teşvik ederek dendrit oluşumunu etkili bir şekilde önler.Üstelik elektrokaplama ve sıyırma işlemleri düz yüzeylerde hızlı bir şekilde gerçekleşerek pilin yalnızca 10 dakikada tamamen şarj edilmesine olanak tanıyor.
Deney aşamasında, üniversite laboratuvarlarında üretilen çoğu bozuk para pilinden 10 ila 20 kat daha büyük, posta pulu boyutunda bir kese pilinin oluşturulduğu görüldü.Dikkat çekici bir şekilde bu pil, 6.000 döngüden sonra bile kapasitesinin %80'ini koruyarak şu anda piyasada bulunan diğer kese pillerden daha iyi performans gösterdi.
Harvard'ın bu yeniliği akademik bir başarıdan daha fazlasıdır;pil teknolojisinde büyük bir ilerleme anlamına geliyor.Li ve ekibi tarafından geliştirilen lityum metal pil, artırılmış kapasitesi, güvenliği ve verimliliğiyle, özellikle elektrikli araçlarda enerji depolama ve kullanımında devrim yaratma potansiyeli taşıyor ve daha sürdürülebilir ve enerji tasarruflu bir bataryaya doğru yolculuğumuzda önemli bir kilometre taşı oluşturuyor. gelecek.
Gönderim zamanı: Ocak-12-2024
