В останні роки літій-іонні батареї стали життєво важливою технологією в переході до відновлюваних джерел енергії та електромобілів (EVS). Постійно зростаючий попит на більш ефективні та доступні батареї спричинив значні розробки в цій галузі. Цього року експерти прогнозують кілька проривів, які могли б революціонізувати можливості літій-іонних акумуляторів.
Одним із помітних прогресів слідкувати за розвитком твердотільних акумуляторів. На відміну від традиційних літій-іонних акумуляторів, які використовують рідкі електроліти, твердотільні батареї використовують тверді матеріали або кераміку як електроліти. Ця інновація не тільки збільшує щільність енергії, що потенційно розширює діапазон ЕВ, але й скорочує час зарядки та покращує безпеку шляхом мінімізації ризику пожежі. Видатні компанії, такі як Quantumscape, зосереджуються на твердотільних літієвих металевих акумуляторах, спрямовані на інтеграцію їх у транспортні засоби ще в 2025 році [1].
У той час як твердотільні батареї мають велику обіцянку, дослідники також вивчають альтернативні хімії для вирішення проблем щодо наявності ключових матеріалів акумуляторів, таких як кобальт та літій. Прагнення дешевших, більш стійких варіантів продовжує сприяти інноваціям. Крім того, академічні установи та компанії у всьому світі старанно працюють над підвищенням продуктивності акумулятора, збільшенням потужності, прискоренням швидкості зарядки та зменшенням виробничих витрат [1].
Зусилля щодо оптимізації літій-іонних акумуляторів виходять за межі електромобілів. Ці батареї знаходять додатки в накопичувачі електроенергії на рівні сітки, що дозволяє краще інтегрувати переривчасті джерела відновлюваних джерел потужності, як сонячна енергія та енергія вітру. Використовуючи літій-іонні акумулятори для зберігання сітки, стабільність та надійність систем відновлюваної енергії значно покращуються [1].
В недавньому прориві вчені Національної лабораторії Лоуренса Берклі розробили провідне полімерне покриття, відоме як HOS-PFM. Це покриття дозволяє більш тривалі, потужніші літій-іонні акумулятори для електромобілів. HOS-PFM одночасно проводить як електрони, так і іони, підвищуючи стабільність акумулятора, швидкість заряду/розряду та загальну тривалість життя. Він також служить клеєм, що потенційно продовжує середній час життя літій-іонних акумуляторів від 10 до 15 років. Крім того, покриття показало виняткові показники при застосуванні до кремнієвих та алюмінієвих електродів, пом'якшуючи їх деградацію та підтримуючи високу ємність акумулятора протягом декількох циклів. Ці результати обіцяють значно збільшити щільність енергії літій-іонних акумуляторів, що робить їх більш доступними та доступними для електромобілів [3].
Коли світ прагне зменшити викиди парникових газів та перехід до стійкого майбутнього, просування в технологіях літій-іонних акумуляторів відіграє ключову роль. Постійні зусилля з досліджень та розробок ведуть галузь вперед, що наближає нас до більш ефективних, доступних та екологічно чистих рішень для акумуляторів. З проривом у твердотільних акумуляторах, альтернативних хімічних речовин та покриттів, таких як HOS-PFM, потенціал для широкого прийняття електромобілів та зберігання енергії на рівні сітки стає все більш здійсненним.
Час посади: 25-2023 рр.
