Uusimad suletud olekuga akud ja elektroodide materjalid
Suletud olekuga akude (solid-state batteries, SSB) arendamisega on käimas võidujooks, olles akutööstuse tehnoloogilise evolutsiooni esirinnas. Erinevalt vedelas elektrolüüdis põhinevatest akudest omavad suletud olekuga akud suuremat energiatihedust, kiiremat laadimisaega ja paremat ohutust. Nende jõudlusele on keskne roll elektroodide materjalidel, mida uurivad nii teadlased kui ka tööstusgigandid.
Energeetilise salvestamise tulevik määratletakse
Suletud olekuga akud kasutavad tahket elektrolüüti, mis peale tulekustutusomaduste omamise võimaldab kasutada ka suuremaid energiatihedusega elektroodide materjale. Anoodiks kasutatakse sageli liitiummetalli, mis omab suurt spetsiifilist mahutavust ja võib märkimisväärselt suurendada aku energia salvestamise võimekust. Samal ajal võib katoodiks olla materjal nagu liitium-nikkel-mangaani-kobaltoksiid (NMC) või liitiumraudfosfaat (LFP), mis on tuntud oma stabiilsuse ja pika tööeaga.
Väljakutsed ja innovatsioonid
Hoolimata potentsiaalist, esineb ka väljakutseid. Tahke elektrolüüt võib moodustada dendriite, mis võivad tungida läbi separaatori ja põhjustada lühise. Teadlased uurivad erinevaid materjale, sealhulgas sulfiide, oksiide ja fosfaate, et vältida seda probleemi. Lisaks jätkub töö parima kombinatsiooni leidmisel juhtivuse, stabiilsuse ja tootmisprotsessi kasutatavuse vahel ning selles valdkonnas viivad SSB arendamist läbi ettevõtted nagu Toyota ja QuantumScape.
KKK:
Mis on suletud olekuga aku?
Suletud olekuga aku on tüüp aku, mis kasutab tahket elektrolüüti vedela asemel, pakkudes potentsiaalseid paranemisi ohutuse ja energiatiheduse osas.
Miks on elektroodide materjalid SSB-de jaoks olulised?
Elektroodide materjalid on olulised, sest need määravad aku mahutavuse, laadimiskiiruse, ohutuse ja üldise jõudluse.
Milliseid elektroodide materjale kasutatakse SSB-des?
Levinud elektroodide materjalid hõlmavad anoodiks liitiummetalli ja ühendeid nagu NMC või LFP katoodiks.
Mis on peamised väljakutsed SSB elektroodide materjalidega?
Peamised väljakutsed hõlmavad dendriitide moodustumise takistamist, ioonilise juhtivuse parandamist ja skalpeeritava tootmisprotsessi leidmist.
Kes on mõned peamised osalejad SSB arendamisel?
Toyota, QuantumScape ja mitmed teised autotööstuse ja akutootmisega seotud ettevõtted tegelevad aktiivselt suletud olekuga aku tehnoloogiate uurimise ning arendamisega.
