This post is also available in:
English (אנגלית)
טכניקת הדפסה חדשה בהעברה יבשה, שפותחה בדרום קוריאה, שיפרה באופן משמעותי את העמידות והבטיחות של סוללות ליתיום-מתכת – טכנולוגיה מרכזית לאחסון אנרגיה עתידי עתיר הספק. ההתקדמות הזו עשויה לסלול את הדרך לסוללות בטוחות ועמידות יותר עבור רכבים חשמליים ותשתיות לאגירת אנרגיה בקנה מידה רחב.
לפי ההודעה לעיתונות, המחקר, שבוצע במכון הקוריאני למחקר בכימיה (KRICT), מתמקד באחת מנקודות התורפה העיקריות של סוללות ליתיום-מתכת: היווצרות של דנדריטים – מבנים דמויי מחט שמתפתחים במהלך מחזורי טעינה ויכולים לגרום לקצרים פנימיים ואף לשריפות. תופעה זו מהווה מחסום מרכזי בפני מסחור אנודות ליתיום-מתכת, אף שהן מציעות קיבולת אנרגיה גבוהה בהרבה מהטכנולוגיה הקיימת של ליתיום-יון.
כדי להתמודד עם האתגר, החוקרים החליפו את שיטת הציפוי המסורתית, המבוססת על ממסים נוזליים, בטכניקת העברה יבשה מסוג roll-to-roll, המונעת מגע ישיר עם פני שטח הליתיום הרגישים. בשיטה זו מודבק סרט מגן דק – בעובי של 5 מיקרון בלבד – על גבי הליתיום באמצעות לחץ, ללא שימוש בממסים. החוקרים בדקו שני סוגים של סרטים מגנים: האחד משולב שכבת אלומינה וזהב, והשני משלב חומרים קרמיים (Al-LLZO) עם פולימרים.
התוצאות הצביעו על שיפור משמעותי בביצועים: התאים המצופים שמרו על יותר מ-81% מקיבולתם המקורית לאחר 100 מחזורי טעינה ופריקה, והציגו יעילות קולומבית של 99.1%. גם בתנאים קיצוניים – כאשר הסוללה מתרוקנת לחלוטין תוך פחות מ-10 דקות – נשמרה קיבולת של 74%, מה שמעיד על יציבות גבוהה גם בשימוש מאומץ.
מעבר להיתכנות מעבדתית, הוכיחו החוקרים כי ניתן להרחיב את התהליך לשימוש תעשייתי. סרטי ההגנה הוטמעו בהצלחה על יריעות סוללה גדולות בגודל של 245 על 50 מ"מ – שלב משמעותי לקראת יישום תעשייתי.
הגישה החדשנית מציעה פתרון מעשי לשילוב אנודות ליתיום-מתכת בסוללות מצב מוצק (solid-state) ובסוללות ליתיום-גופרית, שתיהן מערכות עתירות אנרגיה שסובלות עד כה מבעיות בטיחות ואמינות. העובדה שהשיטה תואמת לתשתיות הייצור הקיימות מחזקת עוד יותר את הסיכוי לאימוץ רחב.
