Elektrikli araçlara (EV'ler) yönelik lityum iyon piller, ayırıcıların aşırı ısınması, kısa devreler ve verimliliğin azalması nedeniyle güvenlik ve stabilite sorunlarıyla karşı karşıyadır. Bu eksiklikleri azaltmak amacıyla araştırmacılar bir aşı polimerizasyon tekniği kullandılar ve termal olarak stabil ve dayanıklı yenilikçi silika nanopartikül katmanlı ayırıcılar geliştirdiler. Bu ayırıcılara sahip piller daha güvenlidir ve daha iyi performans göstermiştir. Bu gelişme, ulaştırma sektörünün karbonsuzlaştırılmasına yönelik elektrikli araçların benimsenmesine katkıda bulunabilir.
Şarj edilebilir Lityum İyon piller (veya Li-ion piller veya LIB'ler) son otuz yılda son derece popüler hale geldi ve her yerde bulundu. Yüksek enerji yoğunluğu, hafifliği ve şarj edilebilirliği nedeniyle cep telefonlarında, dizüstü bilgisayarlarda, görsel-işitsel cihazlarda, enerji depolamada ve elektrik motorlu taşıtlarda (EV'ler) yaygın olarak kullanılmakta ve günlük yaşamın ayrılmaz bir parçası haline gelmiştir. LIB'ler çevre dostudur, temiz enerji depolaması sağlar ve çevreye katkıda bulunur. karbondan arındırma ekonomi.
Ancak Lityum-iyon piller esas olarak poliolefin ayırıcıların aşırı ısınması nedeniyle elektrikli araçlar (EV'ler) ve enerji depolama sistemleri için güvenlik riskiyle karşı karşıyadır. Ayırıcılar katot ile anotun doğrudan temasını engeller ancak aşırı ısınma nedeniyle sıcaklık 160 °C'ye çıktığında erir. Sonuç olarak, anot ve katot, Li dendritlerinin oluşumu yoluyla doğrudan temasa girebilir, dolayısıyla dahili kısa devreler, elektrolitlerin yetersiz emilimi ve verimin azalmasına neden olabilir.
Bu eksikliği gidermeye yönelik çalışmalar yapıldı. Seramik kaplamanın uygulanması düşünüldü ancak ayırıcıların kalınlığını arttırdığı ve yapışmayı azalttığı için uygun görülmedi.
Yakın zamanda yapılan bir çalışmada, Incheon Ulusal Üniversitesi araştırmacıları, tekdüze bir silikon dioksit (SiO2) tabakası eklemek için aşı polimerizasyon tekniğini kullandılar.2) nanopartiküllerden polipropilen (PP) ayırıcılara. Ayırıcılar böylece bir SiO kaplamasıyla modifiye edildi2 200 nm kalınlığındaki malzemeler ısıya daha dayanıklıdır ve enerji depolama kapasitesini korurken dendrit oluşumunu bastırır. Bu, Li-ion pillerin polipropilen bazlı ayırıcısının (PPS), dahili kısa devreleri azaltmak ve pili daha güvenli ve verimli hale getirmek için doğaçlama yapılabileceğini göstermektedir.
Bu gelişme, elektrikli araçlardaki (EV'ler) ve enerji depolama sistemlerindeki LIB'ler için geçerli ve umut vericidir. Daha iyi güvenlik ve verimliliğe sahip doğaçlama LIB'ler ticarileştirildikten sonra çevre dostu elektrikli araçların benimsenmesine yardımcı olabilir.
***
Referanslar:
- Manthiram, A. Lityum iyon pil katot kimyasına bir yansıma. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- ParkJ., ve diğerleri 2024. Li-metal piller için yüzey çoklu işlevselleştirme stratejisiyle ultra ince SiO2 nanopartikül katmanlı ayırıcılar: Yüksek düzeyde geliştirilmiş Li-dendrit direnci ve termal özellikler. Enerji Depolama Malzemeleri. Cilt 65, Şubat 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
