Uzun menzilli hızlı şarj edilebilen elektrikli araçlar: Yeni batarya 1.747,6 W/kg ile 15 dakikada tamamen şarj oluyor

Lityum-metal piller, çoğu modern elektroniğe güç sağlayan geleneksel lityum-iyon pillere kıyasla önemli ölçüde daha fazla enerji depolama ve daha zorlu ortamlarda çalışma vaadinde bulunmaktadır. Ancak, tam ticari potansiyellerine ulaşmaları, elektronların ve iyonların pilin yapısal bileşenleri ile elektroliti arasındaki sınır boyunca yavaş ve verimsiz hareketi nedeniyle engellenmiştir; bu süreç yük transferi olarak bilinir. Bu transfer yavaş olduğunda, dendritler oluşturan istenmeyen kimyasal reaksiyonları tetikler - pil performansını bozan ve hatta ultra hızlı şarj sırasında ani yangınlara veya patlamalara neden olabilen tehlikeli, iğne benzeri metalik büyümeler.

Bu önemli sınırlamanın üstesinden gelmek için, başta Çin Bilim ve Teknoloji Üniversitesi'nden bir araştırma ekibi, bataryanın elektrolitini moleküler düzeyde yeniden tasarladı. Nature Energy dergisinde ayrıntıları verilen çalışmada ekip, sıvının çözücü moleküllerini yeniden yapılandırarak yük transferini hızlandırmanın bir yolunu keşfetti.

Araştırmacılar, molekülleri standart bir konfigürasyon yerine, düzlemsel hizalanmış elektron kanalları olarak adlandırdıkları düz, son derece organize yollar oluşturacak şekilde düzenlediler. Bu benzersiz yapısal tasarım, hareketli elektronlar ile lityum iyonları arasında çok daha güçlü ve verimli bir bağ oluşturuyor. Bu bağlantıyı düzene sokan yeni tasarlanmış kanallar, altta yatan kimyasal reaksiyonları önemli ölçüde hızlandırıyor ve tehlikeli dendritler yaratan durgun koşulları ortadan kaldırıyor.

Ekip, tasarladıkları elektroliti gerçek, endüstriyel boyuttaki lityum-metal pil hücrelerinde test ettiğinde sonuçlar oldukça başarılı oldu. Düz elektron kanalları, pillerin 1.747,6 W/kg şarj gücü yoğunluğunda 15 dakika içinde istikrarlı ve güvenli bir şekilde %100'e ulaşmasını sağladı.

Bu araştırma, şu anda yeni nesil, yüksek kapasiteli pillerin tüketici pazarlarına girmesini engelleyen aşırı elektrokimyasal engellerin üstesinden gelmek için güvenilir bir plan sunmaktadır. Bu teknoloji ticarileştirilirse, daha uzun menzilli ve daha hızlı şarj olan EV'ler görebiliriz.