Betri za Lithium-ion kwa magari ya umeme (EVs) hukabiliana na masuala ya usalama na uthabiti kutokana na vitenganishi joto kupita kiasi, saketi fupi na ufanisi mdogo. Kwa lengo la kupunguza mapungufu haya, watafiti walitumia mbinu ya upolimishaji pandikizi na wakatengeneza vitenganishi vya silika nanoparticles vilivyowekwa tabaka ambavyo ni dhabiti na vinavyodumu. Betri zilizo na vitenganishi hivi ni salama zaidi na zilionyesha utendakazi ulioboreshwa. Maendeleo haya yanaweza kuchangia kupitishwa kwa EVs kuelekea sekta ya usafiri ya kuondoa kaboni.
Lithium-ion inayoweza kuchajiwa tena betri (au betri za Li-ion au LIB) zimekuwa maarufu sana na zinapatikana kila mahali katika miongo mitatu iliyopita. Kwa sababu ya msongamano mkubwa wa nishati, uzani mwepesi na kuchaji tena, hizi hutumiwa sana katika simu za rununu, kompyuta ndogo, vifaa vya sauti-kuona, hifadhi ya nguvu na magari ya kielektroniki (EVs) na yamekuwa sehemu muhimu ya maisha ya kila siku. LIBs ni rafiki wa mazingira, hutoa hifadhi safi ya nishati na huchangia kuondoa kaboni uchumi.
Walakini, lithiamu-ion betri hatari ya usalama kwa magari ya umeme (EVs) na mifumo ya kuhifadhi nishati hasa kutokana na joto kupita kiasi kwa vitenganishi vya polyolefin. Vitenganishi huzuia mawasiliano ya moja kwa moja kati ya cathode na anode, lakini huyeyuka wakati joto linapoongezeka hadi 160 ° C kutokana na joto kupita kiasi. Kama matokeo, anode na cathode zinaweza kugusana moja kwa moja kupitia uundaji wa Li dendrites kwa hivyo mizunguko fupi ya ndani na ufyonzwaji wa kutosha wa elektroliti na kupungua kwa ufanisi.
Kumekuwa na jitihada za kukabiliana na upungufu huu. Kuweka mipako ya keramik ilifikiriwa lakini ilionekana kuwa haifai kwa sababu iliongeza unene wa vitenganishi na kupunguza kujitoa.
Katika utafiti wa hivi majuzi, watafiti wa Chuo Kikuu cha Kitaifa cha Incheon walitumia mbinu ya upolimishaji pandikizi kuambatisha safu sare ya dioksidi ya silicon (SiO).2) nanoparticles kwa vitenganishi vya polypropen (PP). Vitenganishi hivyo vilibadilishwa na mipako ya SiO2 ya unene wa nm 200 ni sugu zaidi ya joto na uundaji wa dendrite uliokandamizwa wakati wa kudumisha uwezo wa kuhifadhi nishati. Hii inapendekeza kwamba kitenganishi chenye msingi wa polipropen (PPS) cha betri za Li-ion kinaweza kuboreshwa ili kupunguza saketi fupi za ndani na kufanya betri kuwa salama na bora zaidi.
Maendeleo haya yanafaa na yanaahidi LIBs katika magari ya umeme (EVs) na mifumo ya kuhifadhi nishati. Baada ya kuuzwa, LIB zilizoboreshwa zilizo na usalama na ufanisi bora zinaweza kusaidia kutumia magari ya umeme ambayo ni rafiki kwa mazingira.
***
Marejeo:
- Manthiram, A. Tafakari kuhusu kemia ya kathodi ya betri ya lithiamu-ioni. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Park J., et al 2024. Vitenganishi vyembamba zaidi vya SiO2 vilivyo na tabaka nanoparticle kwa mkakati wa utendakazi wa aina nyingi wa betri za Li-metali: Ustahimilivu wa Li-dendrite ulioimarishwa zaidi na sifa za mafuta. Nyenzo za Uhifadhi wa Nishati. Juzuu 65, Februari 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
