Litiumioonbatterye vir elektriese voertuie (EV's) ondervind veiligheids- en stabiliteitskwessies as gevolg van oorverhitting van skeiers, kortsluitings en verminderde doeltreffendheid. Met die doel om hierdie tekortkominge te versag, het navorsers 'n entpolimerisasietegniek gebruik en innoverende silika nanopartikels gelaagde skeiers ontwikkel wat termies stabiel en duursaam is. Batterye met hierdie skeiers is veiliger en het verbeterde werkverrigting getoon. Hierdie ontwikkeling kan bydra tot die aanvaarding van EV's om die vervoersektor te ontgas.
Die herlaaibare litium- ioonbatterye (of Li-ioonbatterye of LIB's) het die afgelope drie dekades besonder gewild en alomteenwoordig geword. As gevolg van hoë energiedigtheid, ligte gewig en herlaaibaarheid, word hulle wyd gebruik in selfone, skootrekenaars, oudiovisuele toestelle, kragopberging en elektriese motorvoertuie (EV's) en het 'n integrale deel van die daaglikse lewe geword. LIB's is omgewingsvriendelik, bied skoon energieopberging en dra by tot die dekarbonisering van die ekonomie.
Litium- ioonbatterye hou egter veiligheidsrisiko's vir elektriese voertuie (EV's) en energiebergingstelsels in, hoofsaaklik as gevolg van oorverhitting van poliolefien-skeiers. Die skeiers voorkom direkte kontak tussen die katode en anode, maar hulle smelt wanneer die temperatuur tot 160 °C styg as gevolg van oorverhitting. Gevolglik kan die anode en katode in direkte kontak kom deur die vorming van Li-dendriete, wat interne kortsluitings en onvoldoende absorpsie van elektroliete en verminderde doeltreffendheid tot gevolg het.
Daar was pogings om hierdie tekortkoming te hanteer. Daar is gedink om 'n deklaag van keramiek aan te wend, maar dit is onvanpas gevind omdat dit die dikte van die skeiers verhoog en adhesie verminder het.
In 'n onlangse studie het navorsers van die Incheon Nasionale Universiteit die entpolimerisasietegniek gebruik om 'n eenvormige laag silikondioksied (SiO2)-nanopartikels aan polipropileen (PP)-skeiers te heg . Die skeiers wat so gemodifiseer is met 'n laag SiO2 van 200 nm dikte, is meer hittebestand en onderdruk dendrietvorming terwyl energiebergingskapasiteit behoue bly. Dit dui daarop dat die polipropileen-gebaseerde skeier (PPS) van Li-ioonbatterye geïmproviseer kan word om interne kortsluitings te verminder en die battery veiliger en doeltreffender te maak.
Hierdie ontwikkeling is pertinent en belowend vir LIB's in elektriese voertuie (EV's) en energiebergingstelsels. Sodra dit gekommersialiseer is, kan die geïmproviseerde LIB's met beter veiligheid en doeltreffendheid die opname van ekovriendelike elektriese voertuie help.
***
Verwysings:
- Manthiram, A. 'n Besinning oor litium-ioon battery katode chemie. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Park J., et al 2024. Ultra-dun SiO2 nanopartikel gelaagde skeiers deur 'n oppervlak multi-funksionalisasie strategie vir Li-metaal batterye: Hoogs verbeterde Li-dendriet weerstand en termiese eienskappe. Energiebergingsmateriaal. Volume 65, Februarie 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
 face safety and stability issues due to overheating of separators, short circuits and reduced efficiency. With an aim to mitigate these shortcomings, researchers used a graft polymerization technique and developed innovative silica nanoparticles layered separators that are thermally stable and durable. Batteries with these separators are safer and showed improved performance. This development can contribute to adoption of EVs towards decarbonising transport sector. ){kind=link}