Výdrž baterií lithium-kov mají zvýšit nanovlákna zylonu

Pavel Houser , 23. květen 2016 10:30 0 komentářů
Rubriky: Technologie, Science

Baterie typu lithium-kov dokáží skladovat velké množství energie, problém však mají s životností. Během provozu se elektroda porušuje, vytváří se vlákna (dendrity) zasahující v první fázi do elektrolytu, později mezi nimi vznikají doteky a minizkraty. Dendrity mohou nakonec i zcela propojit obě elektrody a způsobit kompletní zkrat doprovázený vzplanutím či výbuchem.

K omezení růstu dendritů se zkoumají a částečně už i používají speciální membrány (separátory), nicméně dosud žádná z těchto membrán nemá ideální vlastnosti. Použijí-li se keramické materiály, problémem je křehkost a vznik prasklin, polymerní membrány jsou zase mechanicky slabé a dendrity je mohou prorůst. Potíž je i v tom, že membrány mohou omezovat teplotní rozsah, v němž lze baterii používat.

Xiaoming Hao s kolegy nyní v časopisu Nano Letters publikovali studii o novém nadějném přístupu: připravili membrány z nanovláken polymerního materiálu zylonu (PBO, poly(p-fenylen-benzobisoxazol)). Zylon je lehký a ještě pevnější než kevlar, používá se dnes pro výrobu sportovního náčiní (tenisové rakety, snowboardy), ale třeba i v prototypech výtahu na oběžnou dráhu nebo v marťanských vozítkách NASA.

Membrána ze zylonu by navíc měla být funkční i při provozu baterie za vyšších teplot. Pro představu srovnání zylonu a dnes používané membrány Celgard 2400: v prvním případě se elektroda začne mechanicky porušovat po 230 hodinách, ve druhém se žádné problémy neukázaly ani po 700 hodinách. Celgard roztaje při 125 C a baterie zkolabuje, zylon vydrží do 185 C, kdy se stejně už rozkládá i elektrolyt.

Zylon je ovšem nadějný materiál i v jiných oblastech, třeba pro tvorbu kompozitů.

Na Cornell University přišel nedávno Lynden Archer a jeho kolegové s podobě cíleným projektem. Pro tvorbu membrány zde byl navržen polyethylen oxid a křemík, které spolu mají vytvořit speciální nanočástice (nanoscale organic hybrid materials, NOHMs). Tyto částice se pak zasíťují dalším polymerem, prolyprolypenoxidem. Vzniklá membrána by neměla nijak snižovat samotnou vodivost polymeru ani za pokojových teplot. Studie publikovaná v Nature Communications dále zdůrazňuje, že takto vzniklé membrány nijak neomezují baterie z hlediska tvaru, a nevyžadují tedy úpravy dnes používaných technologií; stejný materiál by navíc měl jít použít i v jiných než lithiových typech baterií, např. na bázi sodíku nebo hliníku.

Zdroj: Phys.org a další

Poznámka: Li-on baterie obsahuje lithium v elektrolytu a to se pak na periodicky vylučuje na uhlíkové elektrodě (anodě) a zase rozpouští, v baterii lithium-metal je z lithia přímo anoda. Tím se „ušetří" za uhlík a článek může nabídnout vyšší hustotu energie.

Hlavní rozdíl mezi aktuálně používanými li-ion bateriemi a bateriemi lithium-kov je to, že ty druhé nebývají dobíjecí – alespoň zatím, protože článek má stejně omezenou životnost (viz výše). Dnes se baterie lithium-kov pouze omezeně nasazují v zařízeních typu „hloupých" hodinek, kalkulačkách apod.


Komentáře

RSS 

Komentujeme

Bezpečnost IT a tygří logika

Pavel Houser , 14. únor 2017 11:00
Pavel Houser

Jak praví známý vtip, běží-li za vámi tygr, netřeba se pohybovat rychleji než šelma – stačí předběhn...

Více






Kalendář

22. 02. IT mezi paragrafy
20. 03.

24. 03.
CeBIT 2017
25. 03. INSPO 2017
RSS 

Zprávičky

Verizon koupí aktivity Yahoo za sníženou cenu 4,48 miliardy USD

ČTK , 21. únor 2017 16:05

Americký telekomunikační operátor Verizon Communications se dohodl na nových podmínkách převzetí zák...

Více 0 komentářů

Jen desetina SMB firem těží z digitální transformace

ITBiz.cz , 21. únor 2017 09:00

Studie IDC a SAP ukázala, že čtyři z pěti SMB firem vidí v digitální transformaci značné výhody včet...

Více 0 komentářů

Trump si nechal registrovat tisíce internetových domén

ČTK , 21. únor 2017 08:30

Málokterá veřejná osoba je tak aktivní ve skupování internetových domén jako americký prezident Dona...

Více 3 komentářů

Starší zprávičky

Mall Group ovládla internetový obchod s elektrem CZC.cz

ČTK , 20. únor 2017 16:39

Skupina Mall Group se stala jediným vlastníkem e-shopu CZC.cz. Od zakladatele obchodu Josefa Matějky...

Více 2 komentářů

Eurowag dokončil akvizici firmy Princip

Pavel Houser , 20. únor 2017 16:12

W.A.G. payment solutions proniká na trh telematických služeb....

Více 0 komentářů

Samsung zpřístupňuje nové čipy 5G RFIC

Pavel Houser , 20. únor 2017 16:01

Čip dokáže poskytnout větší pokrytí v pásmu milimetrových vln (mmWave)....

Více 0 komentářů

Soud povolil vydání Dotcoma do USA, ten se znovu odvolá

ČTK , 20. únor 2017 12:00

Novozélandský soud zamítl odvolání internetového magnáta německého původu Kima Dotcoma proti jeho vy...

Více 0 komentářů

AbcPráce