ბოლო წლების განმავლობაში, ლითიუმ-იონური ბატარეები წარმოიშვა, როგორც სასიცოცხლო ტექნოლოგია განახლებადი ენერგიის წყაროების და ელექტრული სატრანსპორტო საშუალებების (EV) გადასვლაში. უფრო ეფექტური და ხელმისაწვდომი ბატარეების მუდმივად მზარდმა მოთხოვნილებამ გამოიწვია სფეროში მნიშვნელოვანი მოვლენები. წელს ექსპერტები პროგნოზირებენ რამდენიმე მიღწევას, რამაც შეიძლება მოახდინოს ლითიუმ-იონური ბატარეების შესაძლებლობების რევოლუცია.
ერთი მნიშვნელოვანი წინსვლა, რომ ყურადღება მიაქციოთ, არის მყარი მდგომარეობის ბატარეების განვითარება. განსხვავებით ტრადიციული ლითიუმ-იონური ბატარეებისგან, რომლებიც იყენებენ თხევად ელექტროლიტებს, მყარი მდგომარეობის ბატარეები იყენებენ მყარ მასალებს ან კერამიკას, როგორც ელექტროლიტებს. ეს ინოვაცია არამარტო ზრდის ენერგიის სიმკვრივეს, პოტენციურად აფართოებს EV– ს დიაპაზონს, არამედ ამცირებს დატენვის დროს და აუმჯობესებს უსაფრთხოებას ხანძრის რისკის შემცირებით. გამოჩენილი კომპანიები, როგორიცაა Quantumscape, ფოკუსირებულია მყარი მდგომარეობის ლითიუმის-მეტალის ბატარეებზე, რაც მიზნად ისახავს მათ მანქანებში ინტეგრირებას 2025 წლის დასაწყისში [1].
მიუხედავად იმისა, რომ მყარი მდგომარეობის ბატარეები დიდ დაპირებას იღებენ, მკვლევარები ასევე იკვლევენ ალტერნატიულ ქიმიკატებს, რათა მიმართონ საკვანძო ბატარეის მასალების ხელმისაწვდომობას, როგორიცაა კობალტი და ლითიუმი. იაფი, უფრო მდგრადი ვარიანტების ძიება განაგრძობს ინოვაციის წამყვანობას. გარდა ამისა, აკადემიური ინსტიტუტები და კომპანიები მთელ მსოფლიოში მუშაობენ გულმოდგინედ, ბატარეის მუშაობის გასაუმჯობესებლად, სიმძლავრის გაზრდის, დატენვის სიჩქარის დაჩქარებისა და წარმოების ხარჯების შემცირების მიზნით [1].
ლითიუმ-იონური ბატარეების ოპტიმიზაციის მცდელობები ვრცელდება ელექტრო მანქანების მიღმა. ეს ბატარეები პოულობენ პროგრამებს ქსელის დონის ელექტროენერგიის შესანახად, რაც საშუალებას იძლევა უკეთესად ინტეგრირდეს წყვეტილი განახლებადი ენერგიის წყაროების, როგორიცაა მზის და ქარის ენერგია. ქსელის შესანახად ლითიუმ-იონური ბატარეების გამოყენებით, მნიშვნელოვნად გაუმჯობესებულია განახლებადი ენერგიის სისტემების სტაბილურობა და საიმედოობა [1].
ბოლოდროინდელი მიღწევების შედეგად, ლოურენს ბერკლის ეროვნული ლაბორატორიის მეცნიერებმა შეიმუშავეს გამტარ პოლიმერული საფარი, რომელიც ცნობილია როგორც HOS-PFM. ეს საფარი საშუალებას იძლევა უფრო გრძელი, უფრო ძლიერი ლითიუმ-იონური ბატარეები ელექტრო სატრანსპორტო საშუალებებისთვის. HOS-PFM ერთდროულად ატარებს როგორც ელექტრონებს, ასევე იონებს, აძლიერებს ბატარეის სტაბილურობას, დატენვის/გამონადენის განაკვეთებს და საერთო სიცოცხლის ხანგრძლივობას. იგი ასევე ემსახურება როგორც წებოვანი, პოტენციურად ვრცელდება ლითიუმ-იონური ბატარეების საშუალო სიცოცხლის ხანგრძლივობა 10-დან 15 წლამდე. გარდა ამისა, საფარემ აჩვენა განსაკუთრებული შესრულება, როდესაც მიმართულია სილიკონისა და ალუმინის ელექტროდებზე, მათი დეგრადაციის შემსუბუქება და მრავალჯერადი ციკლისთვის ბატარეის მაღალი სიმძლავრის შენარჩუნება. ეს დასკვნები ითვალისწინებს ლითიუმ-იონური ბატარეების ენერგიის სიმკვრივის მნიშვნელოვნად გაზრდის დაპირებას, რაც მათ უფრო ხელმისაწვდომი და ხელმისაწვდომი გახდება ელექტრო მანქანებისთვის [3].
იმის გამო, რომ სამყარო ცდილობს შეამციროს სათბურის გაზების ემისიები და მდგრადი მომავლის გადასვლა, ლითიუმ-იონური ბატარეის ტექნოლოგიაში წინსვლა მნიშვნელოვან როლს ასრულებს. მიმდინარე კვლევისა და განვითარების მცდელობები ინდუსტრიას წინ მიიწევს, რაც უფრო ეფექტური, ხელმისაწვდომი და ეკოლოგიურად აკლია ბატარეების გადაწყვეტილებებს. მყარი მდგომარეობის ბატარეებში, ალტერნატიული ქიმიკატების და საიზოლაციო მასალების მიღწევებით, როგორიცაა HOS-PFM, ელექტრო მანქანების ფართო მიღებისა და ქსელის დონის ენერგიის შენახვის ფართოდ გავრცელების პოტენციალი უფრო შესაძლებელი გახდება.
პოსტის დრო: ივლისი -25-2023
