Нові дослідження можуть подолати обмеження літієвих батарей

Літій-металеві батареї (LMB) можуть забезпечити майже в 10 разів вищу щільність енергії порівняно з поточними літій-іонними батареями (LIB), і, отже, визначені як одна з потенційних майбутніх систем зберігання. Однак LMB викликають певні проблеми з безпекою, тому їх не можна використовувати для програм швидкої зарядки. Неконтрольоване утворення дендритів, що призводить до надмірного нагрівання та короткого замикання батареї, є однією з критичних проблем для її просування.

Дослідники раніше намагалися розв’язати питання безпеки в LMBs, але за допомогою методів, які були трудомісткими та вимагали грошей і часу. Лабораторія TN Narayanan в Інституті фундаментальних досліджень Tata, Хайдарабад (TIFRH) повідомляє про простий, масштабований, економічно ефективний метод зібрати безпечнішу та довговічнішу літієво-металеву батарею.

Пориста роздільна мембрана розташована між електродами батареї, утримуючи їх окремо, і має вирішальне значення для запобігання короткому замиканню. Коли акумулятор використовується протягом деякого часу, на одному з електродів починають утворюватися деревоподібні структури або вуса, які називаються дендритами. Якщо ці дендрити неконтрольовано ростуть, вони можуть у певному сенсі стати фізичним мостом між двома електродами, викликаючи коротке замикання. Пріті Ядав і Паллаві Тхакур, аспіранти та провідні автори дослідження, використовували загальнодоступний порошок похідного графіту для модифікації роздільної мембрани, яка використовується в типовій батареї. Ця модифікація пригнічує утворення дендритів і значною мірою покращує довговічність батареї. Дослідники припускають, що цей метод модифікації сепаратора має величезний потенціал для масштабування для промислового використання.

Однак при дуже високій щільності струму 10 мА см^-2 акумулятор, здається, повільно псується. Це могло бути через гальванічне нанесення літію на вуглець (компонент нанесеного шару похідного графіту). Дослідники прагнуть глибше дослідити ці проблеми та зрозуміти роль інтерфейсів у покращенні продуктивності батареї з фундаментальної точки зору.