КИСТ развија нову структурну батерију од карбонских влакана која задржава изузетна механичка својства
Недавно је Енергетски истраживачки центар при Корејском институту за науку и технологију (КИСТ) развио иновативну структуру батерије од композитног материјала ојачаног угљеничним влакнима која значајно повећава густину енергије уз задржавање супериорних механичких својстава.
Историјски гледано, комерцијализација батерија је била ометана слабом интеграцијом механичких и електрохемијских перформанси. Претходна истраживања су се претежно фокусирала на интеграцију литијум-јонских батерија у слојевите композитне материјале, што је резултирало маргиналним побољшањима и електричних и механичких карактеристика. У светлу ових изазова, КИСТ је започео пионирску истраживачку иницијативу.
Тим је у почетку испитао механизме очвршћавања епоксидних смола у комбинацији са јонским течностима и чврстим полимерним електролитима на бази карбоната (СПЕ). Након тога, оптимизовали су процес очвршћавања тако што су пажљиво контролисали температуру и притисак, што је довело до побољшаних структуралних перформанси батерија.
Штавише, истраживачи су увели нову технику компресијског обликовања уз помоћ вакуума за производњу структуралних батерија. Овај метод ефикасно минимизира присуство мехурића и дефеката, чиме се додатно повећава перформансе батерије.
У новоразвијеној структурној батерији, запремински удео угљеничних влакана, који служе и као електроде и као колектори струје, повећан је за најмање 160%. Ово значајно повећање површине електроде и њене контактне површине са електролитом је довело до значајног побољшања густине енергије. Истовремено, механичка својства батерије су значајно побољшана због ефекта ојачања угљеничних влакана.
Истраживачи су спровели свеобухватне процене електрохемијских перформанси и механичких својстава нове структуралне батерије. Налази су открили да батерија показује високу густину енергије и хвале вредну стабилност у вожњи; чак и након бројних циклуса пуњења-пражњења, задржавање капацитета батерије остаје значајно. Поред тога, показује изузетну чврстоћу на затезање и притисак, што му омогућава да издржи значајне спољне силе без оштећења.
Пажња је такође посвећена питању формирања унутрашњег мехурића унутар структурних батерија. Прецизним управљањем температуром и притиском очвршћавања, истраживачи су успешно смањили количину и величину мехурића, што је заузврат побољшало јонску проводљивост батерије и механичку робусност.
Штавише, истраживачи су истраживали ефекте различитих типова угљеничних влакана и комбинација електролита на перформансе структурних батерија. Налази су показали да специфичне комбинације угљеничних влакана и електролита могу додатно оптимизовати перформансе батерије. Одређени типови угљеничних влакана показују побољшану електричну проводљивост и механичку чврстоћу, док одређени електролити показују побољшану јонску проводљивост и хемијску стабилност. Стратешким одабиром одговарајућих комбинација угљеничних влакана и електролита, могуће је додатно повећати густину енергије и механичка својства структуралних батерија.
КИСТ-ово истраживање представља потенцијално енергетско решење високих перформанси за апликације као што су електрична возила, беспилотне летелице и роботика, обећавајући широку примену у различитим секторима.
