Калий-металлическая батарея может стать конкурентом литий-ионной технологии

Калий-металлическая батарея может стать конкурентом литий-ионной технологии

Литий дорог, экологически опасен и время от времени может загораться. Однако, на сегодняшний день он лучшее решение для аккумуляторов, но появляются другие альтернативы, одно из них — это калиево-металлические батареи.

Помимо того, что калий является дешевым, с ним легче работать, следовательно затраты на производство становятся ниже. Используя цельные калий-металлические аноды, батареи могут быть построены с плотностями энергии (как по объёму, так и по массе) сопоставимыми с аналогичными батареями из лития.

До сих пор была проблема в том, что присутствует и в литиевых батареях — это образование дендритов. Со временем, когда батарея заряжается и разряжается снова и снова, кусочки металла — эфир лития или калия, начинают прикрепляться к аноду. Это не происходит равномерно, маленькие колючие ветви, называемые дендритами, в процессе формирования становятся достаточно длинными, чтобы проткнуть изолирующую мембрану, отделяющую анод от катода, тем самым закорачивая батарею. Это вызывает накопление тепла и иногда возгорание, а также сокращает срок службы батареи.

Дендриты в калий-металлической батарее

Группа ученых из Политехнического института Ренсселаера в штате Нью-Йорк заявляет, что они разработали методику самовосстановления, которая может очищать дендриты от анода, во время зарядки аккумулятора, не давая им становится достаточно длинными, чтобы создавать проблемы. Они полагают, что теперь возможно массовое использование дешевых калий-металлических батарей с длительным сроком службы.

Суть технологии заключается в том, что при зарядке можно точно контролировать тепло в батарее, поднимая температуру до точки, когда калий не плавится, но активирует поверхностную диффузию таким образом, чтобы сдвигать металл в сторону от ворсинок дендрита, тем самым сглаживая их.

«При таком подходе, идея заключается в том, что ночью или всякий раз, когда вы не используете батарею, у вас будет система управления батареей, которая будет подавать это локальное тепло, которое приведет к самовосстановлению дендритов», — сказал Нихил Кораткар, профессор механики, аэрокосмической и ядерной инженерии в Rensselaer и ведущий автор этого исследования. «Я хочу увидеть смену парадигмы на металлические батареи. Металлические батареи — самый эффективный способ создания батареи, однако из-за этой проблемы с дендритами они не осуществимы. С калием я больше надеюсь.»

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Наверх