اخبار الصناعة

الجيل الجديد من بطاريات الليثيوم يقلل الاعتماد على المعادن النادرة

2021-08-12
لتطوير بدائل للبطاريات التي تعتمد على الليثيوم وتقليل الاعتماد على المعادن النادرة ، طور الباحثون في Georgia Tech نظامًا جديدًا للأنود والكهارل يستخدم فلوريد معدني انتقالي منخفض التكلفة وإلكتروليتات بوليمر صلبة بدلاً من المعادن باهظة الثمن وكذلك الإلكتروليتات السائلة التقليدية ، وفقًا لبحث ذي صلة.

تم تصنيع الأنود الجديد من مادة فعالة من فلوريد الحديد ومركبات نانوية متناهية الصغر من البوليمر الصلب (البلاستيك). لإنشاء مثل هذا القطب السالب ، كان الباحثون مبدعين في مخططهم لتسلل إلكتروليت البوليمر الصلب إلى قطب فلوريد الحديد الجاهز ، متبوعًا بالضغط الساخن على الهيكل بأكمله كطريقة لزيادة الكثافة وتقليل الفجوة. يتميز الإلكتروليت المعتمد على البوليمر بميزتين بارزتين: فهو ينحني أثناء التدوير ويتكيف جيدًا مع تمدد فلوريد الحديد ، وثانيًا ، يمكنه تكوين واجهة مستقرة ومرنة للغاية مع فلوريد الحديد. هذا يحل المشاكل الهامة المتمثلة في التورم وعدد كبير من ردود الفعل غير المرغوب فيها لاستخدام فلوريد الحديد في تصميم البطاريات التقليدية.

اختبر الباحثون تركيز بطاريات الحالة الصلبة وحللوا أداء أكثر من 300 دورة شحن وتفريغ في درجة حرارة عالية تبلغ 50. تشير النتائج إلى أن مفتاح تحسين أداء البطارية هو إلكتروليت البوليمر الصلب. عند تطبيقه مع إلكتروليت البوليمر الصلب ، أظهر الفلورايد المعدني أيضًا ثباتًا ممتازًا في بيئات درجات الحرارة المرتفعة. ومن المتوقع أن يؤدي ذلك إلى بطاريات ليثيوم أيون أكثر أمانًا وأخف وزنًا وأرخص تكلفة. ثانيًا ، قدرة الليثيوم لفلوريد الحديد هي أكثر من ضعف قدرة كاثودات آلة الكوبالت أو النيكل التقليدية. والحديد أرخص 300 مرة من الكوبالت وأرخص 150 مرة من النيكل. كما سيتم تخفيض التكلفة بشكل كبير.

ومع ذلك ، لا تزال البطارية في مرحلة مبكرة ولا يمكن إنتاجها بكميات كبيرة بسبب تكلفة الإنتاج.
+86-18927412078[email protected]