Harvard University har gjort en banbrytande upptäckt inom batterikemi som kan revolutionera elbilsindustrin. Utvecklingen av faststående batterier har länge förväntats vara det nästa stora genombrottet inom batteriteknik för elbilar. Jämfört med traditionella litiumjonbatterier erbjuder fasta celler många fördelar, inklusive högre energikapacitet, lättare vikt, snabbare laddning, längre livslängd och förbättrad säkerhet. Införandet av ett nytt faststående litium-metallbatteri vid Harvards John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences kan vara banbrytande för branschen.
Till skillnad från litiumjonbatterier som använder litierad metalloxid i sin katod, använder litium-metallbatterier litium i sin anod. Den här skillnaden är avgörande eftersom den adresserar ett vanligt problem med litiumjonbatterier – tillväxten av dendriter under användning. Dessa små taggar kan tränga igenom barriären mellan anoden och katoden vilket leder till reducerad energikapacitet eller till och med en brandrisk. Harvards lösning innebär användning av ytterligare skikt av nya material mellan anoden och katoden för att förhindra dendritbildning. Genom att införliva mikronstora kiselpartiklar på anodens yta blir beläggningen jämnare och dendriter elimineras effektivt.
Resultaten som har uppnåtts med Harvards prototyp är imponerande. Den visade enastående prestanda genom att behålla 80 procent av kapaciteten efter 5 000 laddningscykler och uppvisa en livslängd på över 6 000 cykler. Uppladdningstiden beräknas ta bara 10 minuter och energitätheten i anoden uppges vara tio gånger högre än för litiumjonbatterier. Tekniken har redan licensierats för tester i skala av ett smartphone-batteri och alternativa material till kisel utforskas också.
Även om detta genombrott är otvivelaktigt lovande, finns det fortfarande hinder att övervinna innan fasta batterier blir allmänt tillgängliga. Problem som den ökade litiumförbrukningen, vilket kan öka kostnaderna och belasta tillgången av batterimineraler, måste adresseras. Dessutom kan den komplexa tillverkningsprocessen för fasta batterier bidra till högre produktionkostnader. Dessutom är övergången från laboratorium till massproduktion en tidskrävande process som kan ta flera år.
Även om framtiden för fasta batterier har stor potential är det väsentligt att närma sig dessa framsteg med försiktig optimism. Även om Harvards uppfinning är ett betydande steg framåt kan den breda kommersialiseringen av denna teknik fortfarande vara några år bort. Trots de utmaningar som ligger framför oss förser oss genombrottet inom batterikemi med en möjlighet att förverkliga hela potentialen hos elbilar.
Vanliga frågor:
1. Vad är ett solid-state batteri?
Ett solid-state batteri är en typ av batteri där elektrolyten är fast istället för flytande. Detta gör att batteriet kan erbjuda fördelar som högre energikapacitet, snabbare laddning och längre livslängd jämfört med traditionella batterier.
2. Vad är en dendrit?
En dendrit är en tunn, grenliknande struktur som kan bildas på ena sidan av ett batteri. I litiumjonbatterier kan dendriter växa och nå den andra sidan av batteriet, vilket kan orsaka försämrad prestanda och till och med brandrisk.
3. Vad är energitäthet?
Energitäthet refererar till mängden energi som kan lagras i ett batteri per enhet vikt eller volym. Ju högre energitäthet, desto mer energi kan ett batteri lagra och desto längre tid kan det driva en enhet som en elbil.
Källa: www.harvard.edu
The source of the article is from the blog newyorkpostgazette.com