Autot

Tutkijat ovat selvittäneet, miksi tulevaisuuden superakkuina pidetyt solid-state- eli kuiva-akut hajoavat käsiin.

Saksalaistutkijoiden löydös tuo älypuhelimet ja sähköautot askeleen lähemmäksi ennätyspitkiä toiminta-aikoja ja parempaa paloturvallisuutta.

Nykyiset litiumioniakut perustuvat nestemäiseen elektrolyyttiin, mutta alan katseet ovat jo pitkään kohdistuneet solid-state- eli kuiva-akkuihin, joissa neste korvataan kiinteällä materiaalilla. Kuiva-akkujen edut ovat paperilla mullistavat: huomattavasti suurempi energiatiheys, pidempi käyttöikä ja parempi turvallisuus. Solid state -akut eivät syty palamaan samalla tavalla kuin nykyiset akut.

Kaupallistamisen tiellä on ollut etenkin se, että akun latautuessa sen sisään alkaa kasvaaq hyvin pieniä puumaisia litiumrakenteita eli dendriittejä. Nämä rakenteet pureutuvat kiinteän elektrolyytin läpi, aiheuttavat oikosulun ja tuhoavat akun. Nyt Max Planck -instituutin tutkijat ovat selvittäneet, miten tämä tapahtuu. Tutkimus julkaistiin arvostetussa Nature-tiedelehdessä.

Tutkijat selvittivät mysteerin tutkimalla dendriittejä tyhjiössä ja äärimmäisen kylmissä kryolämpötiloissa, jotta mikroskoopin valonsäteet tai happi eivät päässeet häiritsemään herkkiä näytteitä. Selvisi, että pehmeä litium toimii akussa kuin korkeapaineinen vesisuihku ja kykenee läpäisemään jäykän keraamisen elektrolyytin.

Kun hajoamismekanismi on nyt tarkasti tiedossa, tutkijat voivat alkaa kehittää keinoja sen estämiseksi. Kiinteästä elektrolyytistä tehdään sitkeämpää, jotta se vastustaa murtumia pidempään. Elektrolyyttiin luodaan mikroskooppisia tyhjiöitä, jotka ohjaavat dendriittien kasvun ja halkeamat pois akun herkiltä alueilta ja litiumelektrodit suojataan pinnoitteella, joka estää dendriittien muodostumisen jo kättelyssä.

Lähde

Hei! Luitko jo tämän?

BYD tulee lava-automarkkinoille: Iso möhkö kiihtyy kuin sporttipeli