Kalbant apie šiandieninių ličio jonų baterijų galimybių išplėtimą, siūloma visokių alternatyvių medžiagų, pradedant druska, siliciu ir baigiant mikrobangų paveiktu plastiku.
Dėl gausių išteklių, mažos kainos ir pritaikomumo baterijų sistemoms, švinas yra vienas iš patraukliausių variantų, ir mokslininkai ką tik parodė, kaip jis gali būti naujo ličio baterijos anodo, kuris siūlo daug didesnę talpą, pagrindas.
© Scapiens Inc., Argonne National Laboratory and Ulsan National Institute of Science and Technology
Kaip vienas iš dviejų ličio baterijos elektrodų, įkrovimo metu anodas yra pakraunamas ličio jonais ir išleidžia juos išsikraudamas. Grafitas yra pasirinkta ličio baterijų anodų medžiaga, kuri šiandien puikiai tinka ir išlieka stabili per tūkstančius įkrovimo ciklų. Tačiau mokslininkai norėtų, kad baterijų galimybės pagerėtų, o Argonne nacionalinės laboratorijos komanda tiki, kad švinas turi daug potencialo.
Kadangi jis plačiai naudojamas rūgštiniuose akumuliatoriuose – seniausio tipo įkraunamuose akumuliatoriuose, gerai žinomos švino tiekimo grandinės, taip pat yra sistemos, skirtos medžiagai perdirbti pasibaigus jos tarnavimo laikui. Tai, kartu su jo nedidele kaina ir prieinamumu, paskatino mokslininkų komandą eksperimentuoti su švino pagrindu pagamintu anodu, naudojamu ličio jonų baterijose, ir buvo gauti daug žadantys ankstyvi rezultatai.
Komanda pradėjo nuo didelių švino oksido dalelių, kurios buvo sujungtos su anglies milteliais ir keletą valandų purtytos. Patebėta, kad jos tampa mikroskopinėmis dalelėmis ir yra įterpiamos į anglies matricą, ir visa tai įvelkama į ploną švino oksido apvalkalą.
Ši nauja anodo medžiaga buvo išbandyta laboratorijos baterijoje, kur per 100 įkrovimo ciklų ji pasiūlė dvigubai daugiau energijos nei baterijos su įprastais grafito anodais. Komanda sugebėjo dar labiau padidinti baterijos našumą, į elektrolito tirpalą įpilę fluoretileno karbonato.
„Mūsų atradimas kvestionuoja dabartinį šio tipo elektrodų supratimą“, – sako Christopheris Johnsonas, pagrindinis projekto tyrėjas.
„Mūsų tyrimo išvados taip pat suteikia įdomių rezultatų projektuojant pigias, labai našias anodo medžiagas transportavimui ir stacionariam energijos kaupimui, pavyzdžiui, atsarginę elektros tinklo galią.“
Tyrimas paskelbtas žurnale „Advanced Functional Materials“.
