Bateri litium-ion untuk kenderaan elektrik (EV) menghadapi masalah keselamatan dan kestabilan akibat terlalu panas pemisah, litar pintas dan kecekapan berkurangan. Dengan tujuan untuk mengurangkan kelemahan ini, penyelidik menggunakan teknik pempolimeran cantuman dan membangunkan pemisah berlapis nanopartikel silika inovatif yang stabil dari segi haba dan tahan lama. Bateri dengan pemisah ini lebih selamat dan menunjukkan prestasi yang lebih baik. Perkembangan ini boleh menyumbang kepada penggunaan EV ke arah penyahkarbonan sektor pengangkutan.
Litium-ion yang boleh dicas semula bateri (atau bateri Li-ion atau LIB) telah menjadi sangat popular dan di mana-mana dalam tempoh tiga dekad yang lalu. Disebabkan kepadatan tenaga yang tinggi, ringan dan kebolehcas semula, ini digunakan secara meluas dalam telefon mudah alih, komputer riba, peranti pandang dengar, storan kuasa dan kenderaan bermotor elektrik (EV) dan telah menjadi sebahagian daripada kehidupan seharian. LIB adalah mesra alam, menyediakan simpanan tenaga bersih dan menyumbang kepada penyahkarbonan ekonomi.
Walau bagaimanapun, Litium-ion bateri menghadapi risiko keselamatan untuk kenderaan elektrik (EV) dan sistem penyimpanan tenaga terutamanya disebabkan oleh terlalu panas pemisah poliolefin. Pemisah menghalang sentuhan langsung antara katod dan anod, tetapi ia cair apabila suhu meningkat kepada 160 °C akibat terlalu panas. Akibatnya, anod dan katod boleh bersentuhan langsung melalui pembentukan dendrit Li dan oleh itu litar pintas dalaman dan penyerapan elektrolit yang tidak mencukupi dan kecekapan berkurangan.
Terdapat usaha untuk menangani kelemahan ini. Penggunaan salutan seramik telah difikirkan tetapi didapati tidak sesuai kerana ia meningkatkan ketebalan pemisah dan mengurangkan lekatan.
Dalam kajian baru-baru ini, penyelidik Universiti Kebangsaan Incheon menggunakan teknik pempolimeran rasuah untuk melampirkan lapisan seragam silikon dioksida (SiO2) zarah nano kepada pemisah polipropilena (PP). Pemisah itu diubah suai dengan salutan SiO2 dengan ketebalan 200 nm adalah lebih tahan haba dan menekan pembentukan dendrit sambil mengekalkan kapasiti penyimpanan tenaga. Ini menunjukkan bahawa pemisah berasaskan polipropilena (PPS) bagi bateri Li-ion boleh diperbaiki untuk mengurangkan litar pintas dalaman dan menjadikan bateri lebih selamat dan cekap.
Perkembangan ini adalah penting dan menjanjikan untuk LIB dalam kenderaan elektrik (EV) dan sistem storan tenaga. Setelah dikomersialkan, LIB yang telah diubahsuai dengan keselamatan dan kecekapan yang lebih baik boleh membantu penggunaan kenderaan elektrik mesra alam.
***
Rujukan:
- Manthiram, A. Refleksi pada kimia katod bateri lithium-ion. Nat Commun 11, 1550 (2020). https://doi.org/10.1038/s41467-020-15355-0
- Park J., et al 2024. Pemisah berlapis nanopartikel SiO2 ultra-nipis oleh strategi pelbagai fungsi permukaan untuk bateri Li-metal: Rintangan Li-dendrit dan sifat terma yang dipertingkatkan. Bahan Penyimpanan Tenaga. Jilid 65, Februari 2024, 103135. DOI: https://doi.org/10.1016/j.ensm.2023.103135
***
