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-ioon batterye (of Li-ion-batterye of LIB's) het die afgelope drie dekades uiters gewild en alomteenwoordig geword. As gevolg van hoë energiedigtheid, ligte gewig en herlaaibaarheid, word dit wyd gebruik in selfone, skootrekenaars, oudiovisuele toestelle, kragberging en elektriese motorvoertuie (EV's) en het 'n integrale deel van die daaglikse lewe geword. LIB's is eko-vriendelik, verskaf skoon energieberging en dra by tot ontwatering ekonomie.
Litium-ioon egter batterye veiligheidsrisiko vir elektriese voertuie (EV's) en energiebergingstelsels in die gesig staar hoofsaaklik as gevolg van oorverhitting van poliolefienskeiers. Die skeiers verhoed direkte kontak tussen katode en anode, maar hulle smelt wanneer temperatuur tot 160 °C styg as gevolg van oorverhitting. As gevolg hiervan kan anode en katode in direkte kontak kom deur die vorming van Li-dendriete, dus interne kortsluitings en onvoldoende absorpsie van elektroliete en verminderde doeltreffendheid.
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 Incheon National University entpolimerisasietegniek gebruik om 'n eenvormige laag silikondioksied (SiO) te heg2) nanopartikels na polipropileen (PP) skeiers. Die skeiers is dus gemodifiseer met 'n laag SiO2 van 200 nm dikte is meer hittebestand en onderdruk dendrietvorming terwyl energiebergingskapasiteit behou word. Dit dui daarop dat die polipropileen-gebaseerde skeier (PPS) van Li-ioon batterye geïmproviseer kan word om interne kortsluitings te versag en om die battery veiliger en doeltreffend 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
***
