Bagaimana korsleting pada baterai logam litium dapat dicegah
Green Tech

Bagaimana korsleting pada baterai logam litium dapat dicegah


Ada harapan besar untuk generasi berikutnya dari baterai logam litium dengan kepadatan energi tinggi, tetapi sebelum dapat digunakan di kendaraan kita, ada masalah penting yang harus diselesaikan. Sebuah tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Chalmers University of Technology, Swedia, kini telah mengembangkan pedoman konkret tentang bagaimana baterai harus diisi dan dioperasikan, memaksimalkan efisiensi sambil meminimalkan risiko korsleting. Kredit: Universitas Teknologi Chalmers

Ada harapan besar untuk generasi berikutnya dari baterai logam litium dengan kepadatan energi tinggi, tetapi sebelum dapat digunakan di kendaraan kita, ada masalah penting yang harus diselesaikan. Tim peneliti internasional yang dipimpin oleh Chalmers University of Technology, Swedia, kini telah mengembangkan pedoman konkret tentang bagaimana baterai harus diisi dan dioperasikan, memaksimalkan efisiensi sekaligus meminimalkan risiko korsleting.

Baterai logam litium adalah salah satu dari beberapa konsep menjanjikan yang pada akhirnya dapat menggantikan baterai litium-ion yang saat ini banyak digunakan — terutama pada berbagai jenis kendaraan listrik.

Keuntungan besar dari jenis baterai baru ini adalah kepadatan energinya bisa jauh lebih tinggi. Ini karena salah satu elektroda sel baterai — anoda — terdiri dari lembaran tipis logam litium, bukan grafit, seperti yang terjadi pada baterai litium-ion. Tanpa grafit, proporsi bahan aktif dalam sel baterai jauh lebih tinggi, meningkatkan kepadatan energi dan mengurangi berat. Penggunaan logam litium sebagai anoda juga memungkinkan penggunaan material berkapasitas tinggi di elektroda lain — katoda. Hal ini dapat menghasilkan sel dengan tingkat kepadatan energi tiga hingga lima kali lipat saat ini.

Masalah besarnya, bagaimanapun, adalah keamanan. Dalam dua artikel ilmiah yang baru-baru ini diterbitkan di jurnal bergengsi Bahan Energi Lanjut dan Ilmu Lanjutan, peneliti dari Chalmers University of Technology, bersama rekannya di Rusia, China dan Korea, mempresentasikan metode penggunaan logam litium secara optimal dan aman. Ini hasil dari perancangan baterai sedemikian rupa sehingga, selama proses pengisian, logam tidak membentuk struktur tajam seperti jarum yang dikenal sebagai dendrit, yang dapat menyebabkan korsleting, dan, dalam kasus terburuk, mengarah ke baterai. terbakar. Keamanan selama pengisian dan pemakaian adalah faktor kuncinya.

Hubungan arus pendek pada baterai logam litium biasanya terjadi karena logam yang mengendap secara tidak merata selama siklus pengisian dan pembentukan dendrit pada anoda. Jarum yang menonjol ini menyebabkan anoda dan katoda bersentuhan langsung satu sama lain, sehingga mencegah pembentukannya. karena itu sangat penting. Panduan kami sekarang dapat berkontribusi untuk hal ini, “kata peneliti Shizhao Xiong di Departemen Fisika di Chalmers.

Pengisian yang dioptimalkan memberikan baterai yang lebih aman

Ada sejumlah faktor yang mengontrol bagaimana litium didistribusikan di anoda. Dalam proses elektrokimia yang terjadi selama pengisian, struktur logam litium terutama dipengaruhi oleh rapat arus, suhu, dan konsentrasi ion dalam elektrolit.

Para peneliti menggunakan simulasi dan eksperimen untuk menentukan bagaimana muatan dapat dioptimalkan berdasarkan parameter ini. Tujuannya adalah untuk membuat struktur yang padat dan ideal pada anoda logam litium.

“Membuat ion dalam elektrolit mengatur dirinya sendiri dengan tepat ketika menjadi atom litium selama pengisian merupakan tantangan yang sulit. Pengetahuan baru kami tentang cara mengontrol proses dalam kondisi berbeda dapat berkontribusi pada baterai logam litium yang lebih aman dan efisien,” kata Profesor Aleksandar Matic dari Jurusan Fisika Chalmers.


Lapisan tipis melindungi baterai, memungkinkan pengisian dingin


Informasi lebih lanjut:
Yangyang Liu dkk. Wawasan tentang Peran Kritis dari Exchange Current Density pada Perilaku Elektrodeposisi Logam Lithium, Ilmu Lanjutan (2021). DOI: 10.1002 / advs.202003301

Xieyu Xu dkk. Peran Deplesi Li-Ion pada Permukaan Elektroda: Mekanisme yang Mendasari Perilaku Elektrodeposisi Anoda Logam Litium, Bahan Energi Lanjut (2020). DOI: 10.1002 / aenm.202002390

Disediakan oleh Universitas Teknologi Chalmers

Kutipan: Bagaimana korsleting pada baterai logam litium dapat dicegah (2021, 19 Januari) diambil 24 Januari 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-01-short-circuits-lithium-metal-batteries.html

Dokumen ini memiliki hak cipta. Selain dari transaksi yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.


Halaman Ini Di Persembahkan Oleh : Lagutogel