STOBA oligomeras išgelbės Li-on baterijas nuo sprogimų ir įsidegimų

Medžiaga, sukurta Pramonės tyrinėjimų ir technologijų institute , padės išvengti masiškai naudojamų Li-on baterijų įsidegimų ir sprogimų. Atsiradus kai kuriems sutrikimams Li-on akumuliatorių darbo režimo metu, temperatūra baterijų viduje gali pakilti aukščiau 500°С, kas gali sukelti hermetiško korpuso sprogimą arba elemento „įdaro“ įsidegimą. Gamintojai iš ITRI pasiūlė tarp baterijos elektrodų įdėti specialią medžiagą STOBA (self-terminated oligomers with hyper-branched architecture), kuri esant įprastinėje būsenoje turi poringą struktūrą ir netrukdo krūvio perkėlimui. Jeigu temperatūra elemento viduje pakyla iki 130°С, STOBA virsta izoliuojančia plėvele ir stabdo elektrocheminę reakciją.

 

Be apsauginės funkcijos, oligomeras 20% pratęsia akumuliatoriaus resursą dėl tolygesnio krūvio-iškrovos režimo. Atradimo autoriai sako, kad STOBA naudojimas egzistuojančiuose baterijų tipuose padidins jų kainas tik 2-3%. Tokių saugių baterijų masinę gamybą planuojama pradėti jau pirmame 2010 m. ketvirtyje, o kol kas nauja medžiaga yra testuojama.

Baterijos su joniniu skysčiu – prasiveržimas tarp akumuliatorių

Arizonos universiteto (Arizona State University) kompanija planuoja sukurti naują maitinimo šaltinį su saugomos energijos tankiu, 11 kartų pranašesnius už Li-on baterijas ir tris kartus pigesnį. Fluidic Energy tikisi įgyvendinti technologiją į realius gaminius. Oro metalinės joninės skystinės baterijos sukurtos medžiagotyros profesoriumi ir kompanijos įkūrėju Cody Friesen. Pagrindinis momentas yra joninio skysčio naudojime, kuris išsprendžia kai kurias panašių maitinimo elementų pirmesnių versijų problemas. Anksčiau juose buvo naudojami elektrolitai su vandens pagrindu, bet dėl jo išgaravimo įrenginiai periodiškai nustodavo veikti.

 

Joninių skysčių pranašumas yra tas, kad jie neišgaruoja. Faktiškai, tai druskos, kurios esant kambario temperatūrai yra skystoje būsenoje. Skirtingai nuo vandens jos labiau klampios, ir puikiai praleidžia elektrą. Sunkumą sudaro nebrangios efektyvios medžiagos paieška. Friesen tikisi pasiekti nuo 900 Wh iki 1600 Wh vienam kilogramui. Tokie akumuliatoriai leis elektromobiliams pravažiuoti iki 800 km su vienu pakrovimu. Pagaliau, Fluidic Energy sugebėjo išspręsti dar vieną pakraunamų baterijų problemą – kristalinių dendritų formavimosi augimą elektroduose pakrovimo metu. Jie sumažina darbinių ciklų kiekį ir maitinimo šaltinio eksploatavimo trukmę.

Inovacinės baterijos trigubai pranoksta Li-on baterijas

Greitai rinkoje pasirodys naujas pakraunamų baterijų su deguonies ir cinko pagrindu tipas, kurie galės pakeisti Li-on baterijas mobiliuosiuose telefonuose, notebookuose ir kituose įrenginiuose. Inovaciniai akumuliatoriai turi trigubai daugiau talpos ir yra dvigubai pigesni. Šveicarijos kompanija ReVolt planuoja išleisti baterijas kitais metais, iš pradžių klausos aparatams, o vėliau ir telefonams. Elektromobilių segmento irgi nepamiršo. Technologija sukurta stambiausia nepriklausoma tyrimo organizacija Skandinavijos regione SINTEF Group iš Trondeimo, Norvegija.

 

Deguonies ir cinko pagrindo baterijoms reikalinga deguonis elektros generavimui. Jie yra saugesni už Li-on baterijas, nes neturi lakų junginių ir nėra linkusios įsidiegimui. Vienkartiniai maitinimo elementai šios technologijos pagrinde jau kai kurį laiką prienami rinkoje, bet pakraunama versija sudėtingesnė. Akumuliatorių konstrukcija įskaito „oro“ elektrodą, elektrolitą ir cinko elektrodą, uždarytus praleidžiančiame orą korpuse. Krūvio sunaudojimo metu pirmas elektrodas su katalizatorių pagalba sudaro hidroksilinės grupės jonus elektrolito tirpale. Šios dalelės oksiduoja cinko elektrodą, dėl ko elektronai išsilaisvina. Krovimosi metu procesas vyksta atbuline kryptimi su deguonies atsiradimu oro elektrode.

Ištestuoti nauji katalizatoriai padidino deguonies išėjimą pakrovimų ciklo metu. Inovacinių elementų prototipai išlaikė virš 100 ciklų. Pagrindinis vykdomasis ReVolt direktorius James McDougall pabrėžia, kad kompanija siekia didinti rodiklį iki 300-500 pakrovimų, kas padarys baterijas tinkamas mobiliesiems telefonams ir elektromotociklams.

Kaip jau buvo pažymėta, į kompanijos planus įeina deguonies ir cinko akumuliatorių kūrimas elektromobiliams. Šis variantas panašus į kuro ląsteles su cinko tirpalu, formiruojančiu elektrodą, ir vamzdelių seriją oro elektrodui. Čia McDougall tikisi iki 1000 baterijų ciklų.