Nová generace lithiových baterií snižuje závislost na vzácných kovech

- 2021-08-12-

Pro vývoj alternativ k bateriím na bázi lithia a snížení závislosti na vzácných kovech vyvinuli výzkumníci z Georgia Tech nový anodový a elektrolytový systém, který využívá levné fluoridové přechodné kovy a pevné polymerní elektrolyty namísto drahých kovů, stejně jako konvenční kapalné elektrolyty. podle souvisejícího výzkumu.

Nová anoda je vyrobena z aktivního materiálu fluoridu železa a pevných polymerních (plastových) elektrolytických nanokompozitů. K vytvoření takové záporné elektrody byli vědci kreativní ve svém schématu infiltrace pevného polymerního elektrolytu do prefabrikované elektrody s fluoridem železa, po kterém následovalo lisování celé struktury za tepla jako způsob, jak zvýšit hustotu a zmenšit mezeru. Elektrolyt na bázi polymeru má dvě vynikající výhody: ohýbá se během cyklování a dobře se přizpůsobuje expanzi fluoridu železa a za druhé je schopen vytvořit velmi stabilní a flexibilní rozhraní s fluoridem železa. To řeší důležité problémy bobtnání a velkého počtu nežádoucích reakcí při použití fluoridu železitého v konstrukci konvenčních baterií.

Výzkumníci testovali koncentraci polovodičových baterií a analyzovali výkon více než 300 nabíjecích a vybíjecích cyklů při vysoké teplotě 50 °C. Výsledky naznačují, že klíčem ke zlepšení výkonu baterie je pevný polymerní elektrolyt. Při aplikaci s pevným polymerním elektrolytem vykazoval fluorid kovu také vynikající stabilitu v prostředí s vysokou teplotou. Očekává se, že to povede k bezpečnějším, lehčím a levnějším lithium-iontovým bateriím. Za druhé, kapacita lithia fluoridu železa je více než dvojnásobná oproti konvenčním kobaltovým nebo niklovým strojním katodám. A železo je 300krát levnější než kobalt a 150krát levnější než nikl. Výrazně se také sníží náklady.

Baterie je však stále v rané fázi a stále nemůže být sériově vyráběna kvůli výrobním nákladům.