Les chercheurs développent un moyen de prévenir les dommages aux batteries au lithium de nouvelle génération

Des chercheurs de l’Université du Maryland, étudiant los angeles défaillance des batteries au lithium, ont développé une nouvelle technologie qui pourrait permettre los angeles prochaine génération de véhicules électriques (VE) et d’autres appareils moins sensibles aux incendies de batterie et dotés d’un stockage d’énergie accru.

L. a. méthode innovante, présentée dans un article de recherche publié mercredi dans los angeles revue natureIl empêche los angeles croissance des dendrites de lithium – des buildings en forme de branches qui détruisent entièrement l’intérieur des batteries au lithium dites à l’état solide, empêchant ainsi les entreprises de commercialiser à grande échelle cette technologie prometteuse. Mais cette nouvelle conception de los angeles « couche intermédiaire » de los angeles batterie, dirigée par le professeur Chunxing Wang du Département de génie chimique et biomoléculaire, stoppe los angeles formation de dendrites et pourrait ouvrir los angeles porte à los angeles manufacturing de batteries entièrement solides pour véhicules électriques.

Au moins 750 000 voitures électriques immatriculées aux États-Unis fonctionnent avec des batteries lithium-ion – qui sont populaires en raison de leur stockage d’énergie élevé, mais contiennent un composant électrolyte liquide inflammable qui brûle en cas de surchauffe. Même si aucune agence gouvernementale ne go well with les incendies de véhicules par kind de véhicule et que les incendies de batteries de véhicules électriques semblent relativement rares, ils présentent des risques particuliers ; Le Nationwide Transportation Protection Board rapporte que les premiers intervenants sont exposés à des risques pour leur sécurité, notamment des chocs électriques et une exposition aux gaz toxiques libérés par des batteries endommagées ou en feu.

Les batteries entièrement solides pourraient conduire à des voitures plus sûres que les modèles électriques ou à combustion interne actuels, mais créer une stratégie pour surmonter ces inconvénients était intimidant, a déclaré Wang. Lorsque ces batteries fonctionnent aux capacités et aux taux de price et de décharge élevés requis par les véhicules électriques, les dendrites de lithium se développent vers le côté cathode, provoquant des courts-circuits et une dégradation de los angeles capacité.

Lui et l’assistant postdoctoral Hongli Wan ont commencé à développer une théorie de los angeles formation de croissance des dendrites de lithium en 2021 ; Les chercheurs ont déclaré que los angeles query faisait toujours l’objet d’un débat scientifique.

“Après avoir découvert cette pièce, nous avons proposé l’idée de repenser les couches intermédiaires qui empêcheraient efficacement los angeles croissance des dendrites de lithium”, a-t-il déclaré.

Leur resolution est distinctive en raison de los angeles stabilité des interfaces de los angeles batterie entre l’électrolyte solide et l’anode (où les électrons du circuit entrent dans los angeles batterie) et l’électrolyte et los angeles cathode (où l’énergie s’écoule hors de los angeles batterie). L. a. nouvelle construction de los angeles batterie ajoute une couche intermédiaire riche en fluor qui stabilise le côté cathodique, ainsi que los angeles amendment de los angeles couche intermédiaire anodique avec du magnésium et du bismuth, inhibant ainsi les dendrites de lithium.

“Les batteries à semi-conducteurs sont los angeles prochaine génération automotive elles peuvent atteindre une énergie et une sécurité élevées. Dans les batteries actuelles, si vous atteignez une énergie élevée, vous sacrifierez los angeles sécurité”, a déclaré Wang.

Les chercheurs sont confrontés à d’autres défis qui doivent être résolus avant que le produit n’entre sur le marché. Pour commercialiser pleinement les batteries à semi-conducteurs, les mavens devront rétrécir los angeles couche d’électrolyte solide pour atteindre une épaisseur similaire à celle de l’électrolyte des batteries lithium-ion, ce qui améliorera los angeles densité énergétique – ou los angeles quantité d’énergie que los angeles batterie peut stocker. Les coûts élevés des matériaux de base constituent un autre défi, a indiqué l’équipe.

Dans le however de commercialiser les nouvelles batteries d’ici 2026, le fabricant de batteries avancées Forged Energy prévoit de commencer les essais de los angeles nouvelle technologie pour évaluer son potentiel de commercialisation. Les chercheurs ont déclaré que les recherches en cours visent à augmenter los angeles densité énergétique.