Bilim adamları, Li-Ion hücrelerinin performansını artıran yeni bir lityum tuz türü keşfettiler

Gelecekte, Li-ion hücreleri elektrikli araçlarda ve diğer uygulamalarda hakim olacak, ancak mevcut pil malzemeleri, yeni nesil yüksek performanslı pillerin gelişimini engelleyen güvenlik ve performansta eksikliklere sahiptir. Özellikle, elektrolitlerin geliştirilmesi, enerji depolama ve araç uygulamalarına uygulanabilen daha yüksek güç pillerine önemli bir meydan okumadır.

Calix Ltd ile işbirliği içinde Professor sh üniversitesi ve Dr. Mega Kar kimya bölümünden profesör Doug MacFarlane tarafından yönetilen bilim adamları ekibi, bu meydan okuma ele almak için alternatif bir çözüm önerdi.

Büyük ölçekli lityum-iyon pil paketleri için lityum tuzların geliştirilmesi

Profesör MacFarlane, "şu anda Li-ion hücrelerinde kullanılan lityum tuz lityum hhexluorofosfattır, ancak bu malzemenin yangın ve güvenlik tehlikesi vardır ve zehirlidir. Bu malzemeyi kullanma riski, daha küçük taşınabilir cihazlarda kısmen azalır. Ancak, elektrikli araçlar ve açık ızgara ölçekli enerji depolama sistemleri gibi büyük pil paketlerinde, potansiyel tehlikeler büyük ölçüde artmaktadır. Ayrıca, yüksek voltaj ve güç pilleri için planlar da devam ediyor, ancak hexafluorophosphate kullanamıyor."

Dergide yayınlanan son bir makalede gelişmiş enerji malzemeleri olan kimyagerler, elektrolit tasarımının zorluklarının üstesinden gelebilecek ve hexafluorofosfatın yerini alabilecek yeni bir lityum tuz türünü tarif ettiler.

Dr. Binayak Roy, baş yazar ve Monash üniversitesi kimya departmanında bir araştırmacı, "amacımız havaya maruz kaldığında bile etkilenmeyen güvenli bir floroborat tuzu geliştirmektir. Bu yeni floroborat tuzunun ana zorluğu, pil sınıfı saflığı sentezliyor, ancak bu hedefe yeniden kristalleşme yoluyla ulaştık. Lityum manganese lı oksit katotlu bir lityum bataryaya yerleştirildiğinde, pil atmosfere maruz kaldığında bile 1000 kat daha fazla çevrilebilir. Bu, son derece hassas hexafluorofosfat ile karşılaştırıldığında çok nadirdir."

Yeni lityum tuzları Li-ion hücreleri çok güvenli hale getirir

Dr. roy'a göre, yüksek voltajlı lityum pillerde yeni katot malzemeleriyle birleştirildiğinde, bu elektrolitin performansı geleneksel tuzların çok daha fazlasını aşıyor. Ayrıca, araştırmacılar, tuzun bir sonraki nesil pillerin ihtiyaç duyduğu yüksek voltajlarda bir alüminyum akım toplayıcı üzerinde çok kararlı olduğunu da tespit ettiler.

Avustralya araştırma konseyi (ARC) gelecek enerji eğitim merkezi, StorEnergy (www.storenergy.com.au), bu araştırmada da yer aldı. StorEnergy, avustralya enerji endüstrisinde yeni nesil işçilerin yetiştirilmesi ve geliştirilmesi ve endüstri-akademik işbirliğinin teşvik edilmesi amacıyla federal olarak finanse edilen bir sanayi dönüşüm eğitim merkezidir. Storenergy'nin direktörü, Deakin üniversitesi öğretim üyesi Maria Forsyth, "Bu araştırma, hükümet tarafından finanse edilen araştırma işbirliklerinin avustralya'nın yeni nesil güvenli pil teknolojisinde lider rol almasına nasıl yardımcı olabileceğini güzel bir şekilde göstermektedir."

Bu araştırma, calix'in avustralya Li-ion hücrelerinin büyük ölçekli üretimi hedefine ulaşmasına ve avustralya'daki ızgara ölçekli enerji depolama sistemlerini başlatmasına yardımcı olacaktır.

Dr. Kar, "yakın gelecekte, bu yeni anyonları termal olarak kararlı, yanıcı olmayan sıvı tuzlarına dönüştürmeyi ve pillerin yüksek sıcaklıklarda çalışmasını sağlamayı umuyoruz. Mevcut iklim koşullarında, bu tür güvenli ve istikrarlı pil teknolojilerinin tasarlanması avustralya'da sürdürülebilir ızgara ölçekli enerji çözümlerinin uygulanması için çok önemlidir."