В последние годы литий-ионные батареи стали жизненно важной технологией в переходе к возобновляемым источникам энергии и электромобилям (EVS). Всегда растущий спрос на более эффективные и доступные батареи стимулировал значительные события в этой области. В этом году эксперты предсказывают несколько прорывов, которые могут революционизировать возможности литий-ионных батарей.
Одним из примечательных достижений, на которых следует следить, является разработка твердотельных батарей. В отличие от традиционных литий-ионных аккумуляторов, которые используют жидкие электролиты, твердые батареи используют твердые материалы или керамику в качестве электролитов. Это инновация не только увеличивает плотность энергии, потенциально расширяя диапазон электромобилей, но также сокращает время зарядки и повышает безопасность, минимизируя риск пожара. Видимые компании, такие как QuantumScape, фокусируются на твердотельных литий-металлических аккумуляторах, стремящихся интегрировать их в транспортные средства уже в 2025 году [1].
В то время как твердотельные батареи имеют большие перспективы, исследователи также изучают альтернативные химии для решения проблем, связанных с доступностью ключевых аккумуляторных материалов, таких как кобальт и литий. Поиск более дешевых, более устойчивых вариантов продолжает стимулировать инновации. Кроме того, академические учреждения и компании по всему миру усердно работают над повышением производительности батареи, повышении мощности, ускорении скорости зарядки и снижении производственных затрат [1].
Усилия по оптимизации литий-ионных батарей выходят за пределы электромобилей. Эти батареи находят приложения в хранении электроэнергии на уровне сетки, что позволяет лучше интегрировать прерывистые возобновляемые источники энергии, такие как солнечная и ветровая энергия. Используя литий-ионные батареи для хранения сетки, стабильность и надежность систем возобновляемых источников энергии значительно улучшаются [1].
В недавнем прорыве ученые из национальной лаборатории Лоуренса Беркли разработали проводящее полимерное покрытие, известное как HOS-PFM. Это покрытие обеспечивает более длительные, более мощные литий-ионные батареи для электромобилей. HOS-PFM одновременно проводит как электроны, так и ионы, повышая стабильность батареи, скорости заряда/разряда и общий срок службы. Он также служит клей, потенциально продлевая среднее время жизни литий-ионных батарей с 10 до 15 лет. Кроме того, покрытие показало исключительную производительность при нанесении на кремниевые и алюминиевые электроды, смягчая их деградацию и поддержание высокой емкости аккумулятора в течение нескольких циклов. Эти результаты дают обещание значительного увеличения плотности энергии литий-ионных батарей, что делает их более доступными и доступными для электромобилей [3].
Поскольку мир стремится сократить выбросы парниковых газов и переход к устойчивому будущему, достижения в области технологии литий-ионных аккумуляторов играют ключевую роль. Продолжающиеся исследования в области исследований и разработок продвигают отрасль, приближая нас к более эффективным, доступным и экологически чистым решениям для батареи. Благодаря прорывам в твердотельных батареях, альтернативных химиях и покрытиях, таких как HOS-PFM, потенциал для широкого распространения электромобилей и хранения энергии на уровне сетки становится все более осуществимым.
Время сообщения: 25-2023 июля
