Wissenschaftler entdecken eine neue Art von Lithiums alz, das die Leistung von Li-Ionen-Zellen verbessert

In Zukunft werden Li-Ionen-Zellen in Elektro fahrzeugen und anderen Anwendungen dominieren, aber aktuelle Batterie materialien weisen Mängel in Bezug auf Sicherheit und Leistung auf, die die Entwicklung von Hoch leistungs batterien der nächsten Generation behindern. Insbesondere die Entwicklung von Elektrolyten stellt eine zentrale Herausforderung für Batterien mit höherer Leistung dar, die für Energie speicher-und Fahrzeug anwendungen verwendet werden können.

Ein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Doug MacFarlane vom Chemie ministerium der Monash University und Dr. Mega Kar hat in Zusammenarbeit mit Calix Ltd eine alternative Lösung vor geschlagen, um diese Herausforderung anzugehen.

Entwicklung von Lithiums alzen für große Lithium-Ionen-Akkus

Professor MacFarlane sagte: "Derzeit ist das in Li-Ionen-Zellen verwendete Lithiums alz Lithium hexa fluoro phosphat, aber dieses Material hat Brand-und Sicherheits risiken und ist giftig. Das Risiko der Verwendung dieses Materials wird in kleineren tragbaren Geräten teilweise reduziert. Bei großen Batterie packs wie Elektro fahrzeugen und Energie speichers ystemen im Außenbereich sind die potenziellen Gefahren jedoch erheblich erhöht. Darüber hinaus sind auch Pläne für Hochspannungs-und Leistungs batterien im Gange, können jedoch kein Hexa fluoro phosphat verwenden."

In einem kürzlich in der Zeitschrift Advanced Energy Materials ver öffentlich ten Artikel haben Chemiker eine neue Art von Lithiums alz beschrieben, die die Herausforderungen des Elektrolyt designs bewältigen und Hexa fluoro phosphat ersetzen kann.

Dr. Binayak Roy, Haupt autor und Forscher an der Chemie abteilung der Monash University, sagte: "Unser Ziel ist es, ein sicheres Fluoroborat-Salz zu entwickeln, das auch bei Exposition gegenüber Luft nicht betroffen ist. Die größte Herausforderung dieses neuen Fluor borat salzes besteht darin, die Reinheit der Batterie zu synthetisieren. Dieses Ziel haben wir jedoch durch Rekristallisation erreicht. Wenn die Batterie in einer Lithium batterie mit einer Lithium-Manganoxid-Kathode platziert wird, kann sie selbst bei Exposition gegenüber der Atmosphäre über 1000-mal fahren. Dies ist im Vergleich zum hoch empfindlichen Hexa fluoro phosphat sehr selten."

Neue Lithiums alze machen Li-Ionen-Zellen sehr sicher

Laut Dr. Roy übertrifft die Leistung dieses Elektrolyten in Kombination mit neuen Kathoden materialien in Hochvolt-Lithium batterien die Leistung herkömmlicher Salze bei weitem. Darüber hinaus haben die Forscher heraus gefunden, dass das Salz auf einem Aluminiums trom kollektor bei höheren Spannungen sehr stabil ist, was genau das ist, was die nächste Generation von Batterien benötigt.

Das Future Energy Training Center des Australian Research Council (ARC), Stor Energy (www.storenergy.com.au), war auch an dieser Forschung beteiligt. Stor Energy ist ein von der Bundes regierung finanziertes Ausbildungs zentrum für die Transformation der Industrie, das darauf abzielt, die nächste Generation von Arbeitnehmern in der australischen Energie wirtschaft auszubilden und zu fördern und die Zusammenarbeit zwischen Industrie und Akademiker zu fördern. Die Direktorin von StorEn ergy, Professor Maria Forsyth von der Deakin University, sagte: "Diese Studie zeigt deutlich, wie staatlich finanzierte Forschungs kooperationen Australien dabei helfen können, eine führende Rolle in der sicheren Batterie technologie der nächsten Generation zu übernehmen."

Diese Forschung wird Calix helfen, sein Ziel der groß technischen Herstellung australischer Li-Ionen-Zellen zu erreichen und Energie speichers ysteme im Netz maßstab in Australien zu starten.

Dr. Kar sagte: "Wir hoffen, diese neuen Anionen in naher Zukunft in thermisch stabile, nicht brennbare flüssige Salze umwandeln zu können, damit die Batterien bei hohen Temperaturen betrieben werden können. Unter den gegenwärtigen Klima bedingungen ist die Entwicklung solch sicherer und stabiler Batterie technologien entscheidend für die Implementierung nachhaltiger Energie lösungen im Netz maßstab in Australien."