Nedavni napredak značajno je smanjio rizik od eksplozije litijum (Li) baterija, otvarajući put sigurnijim i pouzdanijim rešenjima za skladištenje energije. Istraživači su pokazali da se sigurnost i dugovečnost baterije mogu znatno poboljšati ublažavanjem rasta dendritičnog Li koristeći metalne folije sa precizno raspoređenim atomima bakra.
Istraživački tim, predvođen profesorom Hiun-Vook Leeom sa Fakulteta za energetiku i hemijsko inženjerstvo na UNIST-u, koristio je monokristalnu Cu(111) foliju, proizvedenu inovativnom beskontaktnom toplotnom obradom, u Li baterijama bez anoda. Ova napredna folija olakšava ravnomernu distribuciju Li po površini baterije, efikasno sprečavajući stvaranje dendrita. Kao rezultat toga, primena Li baterija bez anoda sada dolazi sa minimalnim rizikom od eksplozije.
Istraživački tim se uspešno bavio pitanjem formiranja dendrita – nepravilnih struktura nalik granama koje se neravnomerno razvijaju tokom slaganja Li – promovisanjem horizontalnog, a ne vertikalnog rasta litijuma na monokristalnoj Cu (111) foliji.
Dendriti su primarni uzrok povećanog rizika od eksplozije zbog njihovog potencijala da stvore električne kratke spojeve. Istorijski gledano, formiranje dendrita tokom procesa punjenja predstavljalo je značajnu prepreku komercijalizaciji Li metalnih baterija.
Sarađujući sa istaknutim stručnjacima, uključujući profesora Rodnija S. Ruoffa, direktora IBS centra za multidimenzionalne ugljenične materijale (CMCM), profesora Sunghvan Jina sa Nacionalnog univerziteta Kangvon i profesora Dong-Hva Seoa sa KAIST-a, tim je potvrdio da je poboljšanje uniformnosti Rast litijuma je rezultirao stabilnom tetraedarskom kristalnom strukturom, čime je poboljšana i efikasnost i sigurnost.
Rad je objavljen u časopisu Energy & Environmental Science.
U svojim uporednim studijama obrazaca rasta Li na različitim Cu folijama, tim je otkrio da nepravilni rasporedi kristalnih ravni sa visokim Milerovim indeksom doprinose formiranju dendrita. Ovo otkriće donosi kritične uvide za razvoj metalnih podloga sledeće generacije koje bi mogle da revolucionišu dizajn baterija.
„Prethodna istraživanja Li baterija su se prvenstveno fokusirala na punjenje“, primetio je profesor Li. „Naši nalazi označavaju promenu paradigme u rastu Li od vertikalnog ka horizontalnom, nudeći obećavajući put ka realizaciji komercijalnih Li baterija bez anoda.“
