Performanca e baterive të litiumit është prishur gradualisht

Performanca e baterive të litiumit është prishur gradualisht

Anodat e silikonit kanë tërhequr vëmendje të madhe në industrinë e baterive.Krahasuar mebateri litium-jonduke përdorur anodat grafit, ato mund të ofrojnë kapacitet 3-5 herë më të madh.Kapaciteti më i madh do të thotë që bateria do të zgjasë më gjatë pas çdo karikimi, gjë që mund të zgjasë ndjeshëm distancën e drejtimit të automjeteve elektrike.Megjithëse silikoni është i bollshëm dhe i lirë, ciklet e ngarkimit-shkarkimit të anodave Si janë të kufizuara.Gjatë çdo cikli ngarkimi-shkarkimi, vëllimi i tyre do të zgjerohet shumë, madje edhe kapaciteti i tyre do të ulet, gjë që do të çojë në thyerjen e grimcave të elektrodës ose delaminimin e filmit të elektrodës.

Ekipi KAIST, i udhëhequr nga Profesor Jang Wook Choi dhe Profesor Ali Coskun, raportoi më 20 korrik një ngjitës molekular për bateritë jonike të litiumit me kapacitet të madh me anoda silikoni.

Ekipi KAIST integroi rrotullat molekulare (të quajtura polirotaksane) në lidhësit e elektrodave të baterisë, duke përfshirë shtimin e polimereve në elektrodat e baterisë për të bashkuar elektrodat në nënshtresat metalike.Unazat në polirotan vidhosen në skeletin e polimerit dhe mund të lëvizin lirshëm përgjatë skeletit.

Unazat në polirotan mund të lëvizin lirshëm me ndryshimin e vëllimit të grimcave të silikonit.Rrëshqitja e unazave mund të ruajë në mënyrë efektive formën e grimcave të silikonit, në mënyrë që ato të mos shpërbëhen në procesin e ndryshimit të vazhdueshëm të vëllimit.Vlen të përmendet se edhe grimcat e grimcuara të silikonit mund të mbeten të bashkuara për shkak të elasticitetit të lartë të ngjitësve polirotan.Funksioni i ngjitësve të rinj është në kontrast të fortë me atë të ngjitësve ekzistues (zakonisht polimerë të thjeshtë linearë).Ngjitësit ekzistues kanë elasticitet të kufizuar dhe për këtë arsye nuk mund të ruajnë fort formën e grimcave.Ngjitësit e mëparshëm mund të shpërndajnë grimcat e grimcuara dhe të zvogëlojnë ose madje të humbasin kapacitetin e elektrodave të silikonit.

Autori beson se ky është një demonstrim i shkëlqyer i rëndësisë së kërkimit bazë.Polyrotaxane fitoi çmimin Nobel vitin e kaluar për konceptin e "lidhjeve mekanike"."Lidhja mekanike" është një koncept i sapopërcaktuar që mund t'i shtohet lidhjeve kimike klasike, të tilla si lidhjet kovalente, lidhjet jonike, lidhjet koordinuese dhe lidhjet metalike.Hulumtimi bazë afatgjatë po trajton gradualisht sfidat e gjata të teknologjisë së baterive me një ritëm të papritur.Autorët përmendën gjithashtu se ata aktualisht janë duke punuar me një prodhues të madh baterish për të integruar rrotullat e tyre molekulare në produktet aktuale të baterive.

Sir Fraser Stoddart, fitues i çmimit Noble Laureate Chemistry 2006 në Universitetin Northwestern, shtoi: “Lidhjet mekanike janë rikuperuar për herë të parë në një mjedis të ruajtjes së energjisë.Ekipi i KAIST përdori me mjeshtëri lidhësit mekanikë në polirotaksanët me unazë rrëshqitëse dhe polietilen glikolin spirale të funksionalizuar alfa-ciklodekstrin, duke shënuar një përparim në performancën e baterive litium-jon në treg, kur agregatët në formë rrotullash me lidhës mekanikë.Komponimet zëvendësojnë materialet konvencionale me vetëm një lidhje kimike, e cila do të ketë një ndikim të rëndësishëm në vetitë e materialeve dhe pajisjeve.


Koha e postimit: Mar-10-2023