Твердотельные литиевые батареи могут не обеспечить ожидаемого прироста энергии

11:00, Март 22, 2025 Недавнее исследование, оценивающее твердые электролиты гранатового типа для литий-металлических аккумуляторов, показало, что их ожидаемые преимущества в плотности энергии могут быть переоценены. Исследование показывает, что полностью твердотельная литий-металлическая батарея (ASSLMB) с использованием оксида лития-лантана-циркония (LLZO) достигнет гравиметрической плотности энергии всего 272 Вт·ч/кг, что является незначительным увеличением по сравнению с 250–270 Вт·ч/кг, предлагаемыми современными литий-ионными аккумуляторами. Учитывая высокие производственные затраты и производственные проблемы, связанные с LLZO, результаты показывают, что композитные или квазитвердотельные электролиты могут быть более жизнеспособными альтернативами. Работа опубликована в журнале Energy Storage Materials. «Полностью твердотельные литий-металлические батареи рассматривались как будущее хранения энергии, но наше исследование показывает, что конструкции на основе LLZO могут не обеспечить ожидаемого скачка в плотности энергии », — сказал Эрик Цзяньфэн Ченг, ведущий автор исследования и научный сотрудник WPI-AIMR, Университета Тохоку. «Даже в идеальных условиях выгоды ограничены, а стоимость и производственные проблемы значительны». Твердотельные литий-металлические батареи считаются перспективной технологией следующего поколения из-за их потенциала для повышения безопасности и энергоэффективности. LLZO, ведущий кандидат на твердые электролиты , ценится за свою стабильность и ионную проводимость. Однако детальное моделирование практической ячейки на основе LLZO ставит под сомнение предположение о том, что этот материал значительно повышает плотность энергии. Исследование показало, что даже с ультратонким керамическим сепаратором LLZO толщиной 25 мкм и высокоемкостным катодом производительность батареи остается лишь немного выше, чем у лучших обычных литий-ионных ячеек. Одной из ключевых проблем, отмеченных в исследовании, является плотность LLZO, которая увеличивает общую массу ячейки и снижает ожидаемые энергетические преимущества. Хотя объемная плотность энергии достигает приблизительно 823 Вт·ч/л, дополнительный вес и стоимость LLZO препятствуют его практичности. Кроме того, хрупкость материала, сложность изготовления тонких листов без дефектов и проблемы с литиевыми дендритами и пустотами на границе еще больше усложняют крупномасштабное внедрение. «LLZO — превосходный материал с точки зрения стабильности, но его механические ограничения и большой вес создают серьезные препятствия для коммерциализации», — пояснил Чэн. В качестве альтернативы исследователи изучают гибридные подходы, которые интегрируют LLZO с другими материалами. Одна из перспективных стратегий включает композитные электролиты LLZO-в-полимере, которые сохраняют высокую ионную проводимость, одновременно улучшая гибкость и технологичность. Другой подход — квазитвердотельные электролиты LLZO, которые включают небольшое количество жидкого электролита для улучшения ионного транспорта и структурной целостности. Эти гибридные конструкции продемонстрировали улучшенную долгосрочную стабильность. «Вместо того, чтобы сосредоточиться на полностью керамической твердотельной батарее, нам нужно переосмыслить наш подход», — сказал Ченг. «Объединив LLZO с полимерными или гелевыми электролитами, мы можем улучшить технологичность, снизить вес и при этом сохранить высокую производительность»....

Представлены микрокапсулы с фазовым переходом для хранения солнечной энергии Не новость, что зависимость общества от невозобновляемых ископаемых видов топлива привела к продолжающемуся глобальному энергетическому и климатическому кризису. Выбросы от угля, природного газа и топлива на нефтяной основе вносят основной вклад в загрязнение воздуха и, в свою очередь, в г …

Hardware 16:47, Октябрь 26, 2022 | android-robot.com

Страж-птицы на подходе: китайские учёные имплантировали в голову голубя чип с питанием от солнечной батареи, после чего смогли управлять полётом Специалистами Шаньдунского университета науки и технологии из Китая была разработана система дистанционного управления голубем. Птице вживили в мозг электроды, а для питания использовали солнечную батарею и небольшой литиевый аккумулятор, который заряжался от неё. Система генерировала слаб …

Наука и Технологии 16:47, Октябрь 26, 2022 | ixbt.com

Иллюзии могут лечить боль! Иллюзии представляются нам чем-то совершенно ненужным и даже вредным. А между тем, иллюзии могут быть весьма полезными, например, в уменьшении болей. Безусловно, не все боли можно побороть таким экзотическим способом, но то, что иллюзии могут быть полезны в этом контексте, не вызывает сомн …

Наука и Технологии 10:00, Март 26, 2025 | api.follow.it

Социальные роботы могут дополнить лечение заикания Социальные роботы, которые взаимодействуют с людьми, могут стать многообещающим новым дополнением к существующим средствам лечения заикающихся, согласно недавнему исследованию, посвященному тому, как высокотехнологичные помощники могут использоваться в клиниках. В отличие от приложений и п …

Hardware 20:21, Октябрь 29, 2024 | c-n-n.ru

Дочери Беглова могут стать фигурантами уголовного "дела генералов" Главное следственное управление СК РФ продолжает предварительное следствие по так называемому "делу генералов". Следственные действия продлены до 5 декабря 2022 года. До этого же срока предусмотрена мера пресечения в виде содержания под стражей для генерал-майоров Алексея Семенова и Ивана …

Происшествия 16:32, Октябрь 26, 2022 | pravda.ru