Baterie litowo-jonowe stosowane w samochodach elektrycznych, drobnej elektronice czy magazynach energii wciąż nie są idealną technologią i wymagają wielu poprawek. Zespół naukowców z Japońskiego Instytutu Zaawansowanych Technologii i Nauki (JAIST) opublikował w czasopiśmie ACS Applied Energu Materials wyniki swojej badań nad zastosowaniem konkretnych spoiw w krzemowych anodach stanowiących integralną cześć akumulatorów.
Czytaj też: Polacy stworzyli fantastyczną baterię. Zadziwiające rozwiązanie nie wykorzystuje ciepła
Spoiwa (ang. binders), o których mowa, są specjalnymi związkami, które mają na celu pomóc w utrzymaniu wydajności akumulatora. Zwłaszcza jeśli chodzi o urządzenie korzystające z anody krzemowej. SiO stanowi interesujący materiał anodowy, ale niestety charakteryzuje go słaba przewodność i wysoka rozszerzalność. Pierwsza z wymienionych cech negatywnie wpływa na tempo ładowania baterii – tłumaczą badacze cytowani w komunikacie prasowym JAIST.
Baterie z krzemową anodą mogą być wydajniejsze. Pomoże im w tym specjalne spoiwo
Wobec takich wyzwań uczeni z Japonii postanowili sprawdzić działanie kilku związków spajających, które pomogłyby w podniesieniu parametrów pracy anody. Oprócz znanych już w branży PAA – poli(kwasu akrylowego) – i PVDF – poli(fluorka winylidenu) wykorzystano także związek o skrócie PVPA, czyli poli(kwas winylofosfonowy).
Podczas eksperymentów z trzema spoiwami oceniano ich właściwości elektrochemiczne. Najlepszym okazał się związek PVPA, który wykazywał największą przyczepność do podłoża miedzianego (ta cecha przyczynia się do wzrostu trwałości akumulatora). Ponadto po 200 cyklach ładowania ogniwo z PVPA pozostawało w lepszym stanie od pozostałych, nie wykazując oznak złuszczania się anody.
Naukowcy zdają się nie ukrywać radości z wyników swoich badań, ponieważ w imieniu JAIST oraz we współpracy z koncernem chemicznym Maruzen Petrochemical Company Ltd. złożyli już wnioski patentowe na swoje rozwiązanie. Widzą oni ogromny potencjał aplikacyjny w swoim rozwiązaniu.
Czytaj też: Trwałe akumulatory tuż za rogiem. Ta nowatorska konstrukcja deklasuje baterie litowo-jonowe
Stosowanie PVPA na pierwszy rzut oka nie wygląda na bardzo skomplikowaną procedurę podczas produkcji akumulatorów litowo-jonowych z krzemową anodą. Patrząc na to, że w Japonii produkowane są już samochody elektryczne, niewykluczone, że właśnie w nich po raz pierwszy zostanie zastosowana nowatorska metoda.