Az utóbbi években a lítium-ion akkumulátorok létfontosságú technológiává váltak a megújuló energiaforrások és az elektromos járművek (EV) felé történő átmenetében. A hatékonyabb és megfizethetőbb akkumulátorok iránti egyre növekvő kereslet jelentős fejleményeket ösztönöz a területen. Ebben az évben a szakértők számos áttörést jósolnak, amelyek forradalmasíthatják a lítium-ion akkumulátorok képességeit.
Az egyik figyelemre méltó előrelépés, hogy figyelemmel kísérje, a szilárdtest akkumulátorok fejlesztése. A hagyományos lítium-ion akkumulátorokkal ellentétben, amelyek folyékony elektrolitokat használnak, a szilárdtest-elemek szilárd anyagokat vagy kerámiákat alkalmaznak elektrolitként. Ez az innováció nemcsak növeli az energia sűrűségét, potenciálisan meghosszabbítja az EV -k tartományát, hanem csökkenti a töltési időt és javítja a biztonságot a tűz kockázatának minimalizálásával. Az olyan prominens vállalatok, mint a Quantumscape, a szilárdtest lítium-fém akkumulátorokra összpontosítanak, és arra törekszenek, hogy 2025-ben már beépítsék őket járművekbe [1].
Míg a szilárdtest akkumulátorok nagy ígéretűek, a kutatók az alternatív vegyszereket is feltárják, hogy foglalkozzanak a kulcs akkumulátorok, például a kobalt és a lítium rendelkezésre állásával kapcsolatos aggodalmakkal. Az olcsóbb, fenntarthatóbb lehetőségek iránti törekvés továbbra is ösztönzi az innovációt. Ezenkívül az akadémiai intézmények és a vállalatok világszerte szorgalmasan dolgoznak az akkumulátor teljesítményének javítása, a kapacitás növelése, a töltési sebesség felgyorsítása és a gyártási költségek csökkentése érdekében [1].
A lítium-ion akkumulátorok optimalizálására irányuló erőfeszítések túlmutatnak az elektromos járműveken. Ezek az akkumulátorok alkalmazásokat találnak a hálózati szintű villamosenergia-tárolásban, lehetővé téve az időszakos megújuló energiaforrások, például a napenergia és a szélenergia jobb integrációját. A lítium-ion akkumulátorok rács tárolására történő felhasználásával a megújuló energiarendszerek stabilitása és megbízhatósága jelentősen javul [1].
A közelmúltbeli áttörés során a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium tudósai kidolgozták a HOS-PFM néven ismert vezetőképes polimer bevonatot. Ez a bevonat hosszabb ideig tartó, erősebb lítium-ion akkumulátorokat tesz lehetővé az elektromos járművek számára. A HOS-PFM egyidejűleg végzi az elektronokat és az ionokat, javítva az akkumulátor stabilitását, a töltés/kisülési sebességet és az általános élettartamot. Ragasztóként is szolgál, amely potenciálisan meghosszabbítja a lítium-ion akkumulátorok átlagos élettartamát 10-ről 15 évre. Ezenkívül a bevonat kivételes teljesítményt mutatott a szilícium- és alumínium elektródokra alkalmazva, enyhítve a lebomlásukat és fenntartva a magas akkumulátor kapacitást több cikluson keresztül. Ezeknek az eredményeknek az a ígérete, hogy jelentősen növeli a lítium-ion akkumulátorok energia sűrűségét, így megfizethetőbbé és hozzáférhetőbbé válik az elektromos járművek számára [3].
Mivel a világ arra törekszik, hogy csökkentse az üvegházhatású gázok kibocsátását és a fenntartható jövőbe való áttérést, a lítium-ion akkumulátor technológiájának fejlődése kulcsszerepet játszik. A folyamatban lévő kutatási és fejlesztési erőfeszítések előmozdítják az iparágot, és közelebb hoznak minket a hatékonyabb, megfizethető és környezetbarát akkumulátor -megoldásokhoz. A szilárdtest akkumulátorok, alternatív vegyszerek és bevonatok, például a HOS-PFM áttöréseivel az elektromos járművek és a rácsszintű energiatárolás széles körű elfogadásának lehetősége egyre megvalósíthatóbbá válik.
A postai idő: július-25-2023
