Просто стегно? Літій-металічні батареї розчаровували дослідники
Вчені розвіяли очікування стосовно перспектив використання твердих літію-металічних акумуляторів з літієм-літієм-Зірконією (LLZO), які, як і очікувалося, стане перспективною заміною традиційних літій-іонних акумуляторів.
Дослідження вчених з Університету Токока стверджує, що переваги порівняно з щільністю енергії літієметалічних акумуляторів гранатного типу можуть бути суттєво завищені. Відповідно до результатів аналізу, дослідники виявили, що металевий акумулятор літію зміцнюється за допомогою літієвого літію-циклату на основі електроліту гравіметричного оксиду енергії лише 272 мас/кг, що лише трохи вище, ніж сучасний літій-іон (25). У той же час, від високих виробничих витрат та технічних труднощів, пов’язаних з виробництвом LLZO, дослідники радять звертати увагу на композитні та квазі -Vitri електроліти як найбільш практичні альтернативи.
“Повністю тверді літієві-металургійні батареї вже давно вважаються майбутнім зберіганням енергії, але наші результати показують, що структури LLZO, засновані на очікуваному стрибку щільності енергії, можуть не забезпечити. Навіть при ідеальному сценарії це вдосконалення є незначним, а проблеми у виробництві та витратах залишаються значними”,-досліджує провідний автор та дослідник WPI-AAMR в університеті.
Літій-металічні батареї багато хто вважається найбільш перспективною технологією подальшого генерації акумуляторів завдяки їх здатності забезпечити більшу безпеку та енергоефективність. Оксид літію-лантана-Зірконії-одна з найбільш вивчених твердих електролітів, які мають високу стабільність та здатність ефективно виконувати іони літію.
Тим не менш, результати детального моделювання практичних зразків на основі LLZO показали, що навіть при використанні керамічного сепаратора 25-мікрометра та катода високої ємності продуктивність акумулятора лише незначно поширена найефективнішими традиційними літій-іонними акумуляторами. Одним із ключових питань у дослідженні, яке було в центрі уваги вчених, була щільність LLZO, що збільшує загальну масу та зменшує очікувані енергетичні вигоди. Хоча об’ємна щільність енергії досягає приблизно 823 Вт · год/л, додаткова вага та вартість ЛЛЗО втручаються в його практичність. Крім того, крихкість матеріалу, складність виготовлення тонких аркушів без дефектів та проблем з літієвими дендритами та порожнинами біля краю відзначається окремо.
“LLZO – це відмінний матеріал з точки зору стабільності, але його механічні обмеження та витрати на ваги створюють серйозні перешкоди для комерціалізації”, – каже Ерік Цанфен Ченг.
Як альтернатива, дослідники пропонують вивчити альтернативні підходи, компостувавши LLZO з іншими матеріалами. Наприклад, на їхню думку, це багатообіцяюча область розміщення літію-оксиду-ізурмії в полімерах, які зберігають високу іонну провідність, одночасно збільшуючи гнучкість та технології. Інший варіант -квазісістолітичні електроліти, які потребують невеликої кількості рідкого електроліту для поліпшення іонної провідності та цілісності структур.
“Замість того, щоб зосередитись на повністю керамічному твердій акумуляції, нам потрібно переосмислити наш підхід. Поєднання LLZO з полімерними або гелевими електролітами, ми можемо покращити виробництво, зменшити вагу, зберігаючи при високій продуктивності”, -переконаний Ерік Ценфін.
Спеціальна мрія Dreame R10 Pro Aqua: Швидкі гойдалки, освітлення та 5 фільтрацій стрижнів вже відкрили попереднє замовлення на ноутбуці MSI GeForce RTX 50
Результати дослідження були опубліковані в матеріалах зберігання енергії
