В останні роки літій-іонні батареї стали життєво важливою технологією в переході до відновлюваних джерел енергії та електромобілів (EV). Постійно зростаючий попит на більш ефективні та доступні батареї стимулював значні розробки в цій галузі. Цього року експерти прогнозують кілька проривів, які можуть революціонізувати можливості літій-іонних акумуляторів.
Одним із помітних досягнень, на який варто стежити, є розробка твердотільних батарей. На відміну від традиційних літій-іонних батарей, які використовують рідкі електроліти, твердотільні батареї використовують тверді матеріали або кераміку як електроліти. Ця інновація не тільки збільшує щільність енергії, потенційно збільшуючи запас ходу електромобілів, але також скорочує час заряджання та покращує безпеку за рахунок мінімізації ризику пожежі. Такі відомі компанії, як Quantumscape, зосереджуються на твердотілих літій-металевих батареях, прагнучи інтегрувати їх у транспортні засоби вже у 2025 році [1].
Хоча твердотільні батареї мають великі перспективи, дослідники також досліджують альтернативні хімічні засоби, щоб вирішити проблеми щодо доступності ключових матеріалів для акумуляторів, таких як кобальт і літій. Пошуки дешевших і екологічніших варіантів продовжують стимулювати інновації. Крім того, академічні установи та компанії в усьому світі старанно працюють над покращенням продуктивності батареї, збільшенням ємності, прискоренням швидкості заряджання та зниженням витрат на виробництво[1].
Зусилля щодо оптимізації літій-іонних акумуляторів виходять за рамки електромобілів. Ці батареї знаходять застосування в накопичувачах електроенергії на рівні мережі, що дозволяє краще інтегрувати переривчасті відновлювані джерела енергії, такі як сонячна та вітрова енергія. Використовуючи літій-іонні батареї для зберігання в мережі, стабільність і надійність систем відновлюваної енергії значно покращуються[1].
Нещодавно вчені з Національної лабораторії Лоуренса Берклі розробили провідне полімерне покриття, відоме як HOS-PFM. Це покриття забезпечує довговічніші та потужніші літій-іонні батареї для електромобілів. HOS-PFM одночасно проводить як електрони, так і іони, підвищуючи стабільність батареї, швидкість заряду/розряду та загальний термін служби. Він також служить клеєм, потенційно подовжуючи середній термін служби літій-іонних акумуляторів з 10 до 15 років. Крім того, покриття продемонструвало виняткову ефективність при нанесенні на кремнієві та алюмінієві електроди, пом’якшуючи їх деградацію та зберігаючи високу ємність акумулятора протягом кількох циклів. Ці висновки обіцяють значно підвищити щільність енергії літій-іонних акумуляторів, що зробить їх доступнішими та доступнішими для електромобілів[3].
Оскільки світ прагне скоротити викиди парникових газів і перейти до сталого майбутнього, прогрес у технології літій-іонних акумуляторів відіграє ключову роль. Постійні дослідження та розробки рухають галузь вперед, наближаючи нас до більш ефективних, доступних і екологічно чистих рішень для акумуляторів. З проривом у твердотільних батареях, альтернативних хімікатах і покриттях, таких як HOS-PFM, потенціал для широкого впровадження електромобілів і накопичувачів енергії на рівні мережі стає все більш можливим.
Час публікації: 25 липня 2023 р
