This post is also available in:
English (אנגלית)
צוות מחקר ממכון קיונגבוק למדע וטכנולוגיה בדאגו, דרום קוריאה, חשף סוללת ליתיום מתכת חדשה המשלבת אלקטרוליט פולימר מוצק בעל שלוש שכבות, שעשוי לשפר משמעותית את בטיחות האש של סוללות ללהאריך את תוחלת החיים שלהן. פריצת דרך זו, שפורסמה בכתב העת Small, צפויה לחולל מהפכה ביישומים בתחומי כלי הרכב החשמליים ובמערכות אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול.
סוללות אלקטרוליט פולימר מוצק מסורתיות ניצבות בפני אתגרים הקשורים למגעים ירודים באלקטרודה ולהיווצרות דנדריטים – מבני ליתיום דמויי עץ הגדלים במהלך מחזורי טעינה. הדנדריטים האלה יכולים לקצר את הסוללה, מה שמהווה סכנה חמורה לשריפה. כדי לטפל בכך, צוות המחקר פיתח אלקטרוליט תלת-שכבתי עם תכונות בטיחות משופרות.
על פי TechXplore, המבנה התלת-שכבתי מורכב משכבות נפרדות, כאשר כל אחת בעלת פונקציה ספציפית. השכבה המרכזית, מחוזקת בזאוליט, מספקת לסוללה חוזק מכני. השכבות החיצוניות כוללות משטח רך כדי להבטיח מגע מצוין עם האלקטרודות, ולהקל על התנועה החלקה של יוני ליתיום. מבנה זה משפר את ביצועי הסוללה על ידי מניעת צמיחת דנדריט ושיפור קצב העברת האנרגיה.
אחד החידושים העיקריים הוא הוספת decabromodiphenyl ethane (DBDPE), חומר מעכב שריפות שיכול לכבות את האש בסוללה במקרה של הצתה, ובכך להפחית באופן משמעותי את הסיכון למצבים מסוכנים. האלקטרוליט כולל גם ריכוז גבוה של lithium bis(trifluoromethanesulfonyl)imide (LiTFSI), אשר מאיץ את התנועה של יוני ליתיום, ובכך משפר את יעילות הסוללה הכוללת.
בבדיקה, הסוללה החדשה שמרה על 87.9% מהביצועים המקוריים שלה לאחר 1,000 מחזורי טעינה-פריקה – הרבה מעבר ל-70-80% שימור טיפוסי שנצפה בסוללות רגילות. כך, הסוללה לא רק בטוחה יותר, אלא גם עמידה יותר, מה שמהווה יתרון קריטי לשימושיות לארוכת-טווח במגזרים שונים.
ד"ר קים, החוקר הראשי, הדגיש את החשיבות של חדשנות זו בקידום המסחור של סוללות ליתיום מתכת. הודות לבטיחות ולעמידות המשופרות שלה, לטכנולוגיית סוללות זו יש פוטנציאל להשפיע על כל דבר, החל מאלקטרוניקה קטנה ועד לכלי רכב חשמליים ומערכות אחסון אנרגיה בקנה מידה גדול.
