Les bateries d'ions de liti per a vehicles elèctrics (EV) s'enfronten a problemes de seguretat i estabilitat a causa del sobreescalfament dels separadors, curtcircuits i eficiència reduïda. Amb l'objectiu de mitigar aquestes deficiències, els investigadors van utilitzar una tècnica de polimerització d'empelt i van desenvolupar innovadors separadors en capes de nanopartícules de sílice que són tèrmicament estables i duradors. Les bateries amb aquests separadors són més segures i van mostrar un rendiment millorat. Aquest desenvolupament pot contribuir a l'adopció dels vehicles elèctrics cap a la descarbonització del sector del transport.
El recarregable d'ions de liti bateries (o bateries d'ió de liti o LIB) s'han tornat molt populars i omnipresents en les últimes tres dècades. A causa de l'alta densitat d'energia, el pes lleuger i la recàrrega, s'utilitzen àmpliament en telèfons mòbils, ordinadors portàtils, dispositius audiovisuals, emmagatzematge d'energia i vehicles elèctrics de motor (EV) i s'han convertit en part integral de la vida diària. Els LIB són ecològics, proporcionen emmagatzematge d'energia neta i hi contribueixen descarbonització economia.
No obstant això, d'ions de liti bateries s'enfronten al risc de seguretat dels vehicles elèctrics (VE) i dels sistemes d'emmagatzematge d'energia, principalment a causa del sobreescalfament dels separadors de poliolefines. Els separadors impedeixen el contacte directe entre el càtode i l'ànode, però es fonen quan la temperatura augmenta a 160 °C a causa del sobreescalfament. Com a resultat, l'ànode i el càtode poden entrar en contacte directe mitjançant la formació de dendrites de Li, per tant, curtcircuits interns i una absorció inadequada d'electròlits i una eficiència reduïda.
Hi ha hagut esforços per fer front a aquesta mancança. Es va pensar en l'aplicació d'un recobriment de ceràmica però es va trobar inadequat perquè augmentava el gruix dels separadors i reduïa l'adhesió.
En un estudi recent, els investigadors de la Universitat Nacional d'Incheon van utilitzar la tècnica de polimerització d'empelt per unir una capa uniforme de diòxid de silici (SiO2).2) nanopartícules a separadors de polipropilè (PP). Els separadors així modificats amb un recobriment de SiO2 de 200 nm de gruix són més resistents a la calor i suprimeixen la formació de dendrites mantenint la capacitat d'emmagatzematge d'energia. Això suggereix que el separador basat en polipropilè (PPS) de les bateries d'ions de liti es pot improvisar per mitigar els curtcircuits interns i fer que la bateria sigui més segura i eficient.
Aquest desenvolupament és pertinent i prometedor per als LIB en vehicles elèctrics (EV) i sistemes d'emmagatzematge d'energia. Un cop comercialitzats, els LIB improvisats amb millor seguretat i eficiència poden ajudar a l'adopció de vehicles elèctrics ecològics.
***
Referències:
- Manthiram, A. Una reflexió sobre la química del càtode de la bateria d'ions de liti. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Parc J., et al 2024. Separadors en capes de nanopartícules de SiO2 ultra fines mitjançant una estratègia de multifuncionalització de superfície per a bateries de metall de litio: resistència a la li-dendrita i propietats tèrmiques molt millorades. Materials d'emmagatzematge d'energia. Volum 65, febrer 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
 face safety and stability issues due to overheating of separators, short circuits and reduced efficiency. With an aim to mitigate these shortcomings, researchers used a graft polymerization technique and developed innovative silica nanoparticles layered separators that are thermally stable and durable. Batteries with these separators are safer and showed improved performance. This development can contribute to adoption of EVs towards decarbonising transport sector. ){kind=link}