Znanstvenici iz Japana razvili su nezapaljivu polučvrstu litij-ionsku bateriju koji može prevladati ograničenja konvencionalnih baterija. Studiju su vodili Ryosuke Kido sa Sveučilišta Doshisha i TDK Corporationa, profesor Minoru Inaba i profesor Takayuki Doi sa Sveučilišta Doshisha, i Atsushi Sano iz TDK Corporationa, a njihovi su nalazi objavljeni online 11. listopada 2024., u znanstvenom časopisu Journal of Energy Storage.
Ryosuke Kido, glavni autor rada, kaže:
– Polučvrsta baterija otporna je na plamen, kombinira tekući elektrolit i kruti elektrolit, pruža sigurniju i trajniju alternativu čvrstim baterijama visoke gustoće energije.
Novi dizajn baterije uključuje silikonsku (Si) negativnu elektrodu i LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2 (NCM811) pozitivnu elektrodu, koje se smatraju materijalima sljedeće generacije. Ove elektrode su odvojene čvrstom litij-ionskom vodljivom staklokeramičkom pločom (LICGC™) tvrtke OHARA. Kako bi poboljšali kompatibilnost i učinkovitost, istraživači su razvili nezapaljive, gotovo zasićene otopine elektrolita prilagođene svakoj elektrodi. Otopine koriste tris (2,2,2-trifluoroetil) fosfat i metil 2,2,2-trifluoroetil karbonat, koji su kompatibilni s elektrodama i sučeljem čvrstog elektrolita. Dobivene kvazi-solid-state vrećice od 30 mAh pokazale su izvrsnu ionsku vodljivost, toplinsku stabilnost i elektrokemijsku izvedbu.
Baterija je pokazala visok kapacitet punjenja/pražnjenja s dobrim performansama tijekom tih ciklusa i malom promjenom unutarnjeg otpora. Test je otkrio da je struktura Si-LICGC-NCM811 s odgovarajućim otopinama elektrolita pokazala poboljšanu toplinsku stabilnost.
Novorazvijeni sustav baterija ima potencijal unaprijediti razvoj učinkovitijih i sigurnijih električnih vozila sljedeće generacije i bežičnih uređaja poput dronova.
Studija predstavlja korak prema razvoju rješenja za pohranu energije sljedeće generacije koja uravnotežuju sigurnost, učinkovitost i ekološku održivost.
