Tutkijat USA:n puolustusministeriön alaisessa Oak Ridge National Laboratory:ssa (ORNL) ovat kehittäneet uuden lähestymistavan kiinteän elektrolyytin akkujen, eli SSB-akkujen suunnitteluun, jossa huomioidaan mekaniikan rooli. Heidän Science-lehdessä julkaistu tutkimuksensa korostaa, kuinka fyysiset voimat, kuten stressi ja rasitus, vaikuttavat akkujen suorituskykyyn ja käyttöikään.
Tämä on erityisen tärkeä näkökulma, koska aiemmat tutkimukset ovat keskittyneet enemmän kemiallisiin ja sähköisiin ominaisuuksiin. SSB-akut käyttävät kiinteitä elektrolyyttejä, jotka ovat yleensä lasimaisia tai keraamisia aineita. Nämä tarjoavat etuja, kuten parannetun turvallisuuden ja lujuuden verrattuna nestemäisiin elektrolyytteihin. Kiinteäaineakut ovat turvallisempia, koska niissä ei ole syttyviä nesteitä. Kuitenkin niiden kehittämisessä on haasteita, kuten elektrolyyttien hauraus ja materiaalien mekaaninen käyttäytyminen latauksen aikana.
ORNL:n tutkimusryhmä on tarkastellut, miten elektrodit ja kiinteät elektrolyytit voidaan suunnitella kestämään mekaanista rasitusta. Erityisesti puhdas litiumia käyttävien anodien kehittäminen on keskeistä, sillä ne voivat aiheuttaa painetta, joka vahingoittaa elektrolyyttejä. Tutkijat pyrkivät parantamaan materiaalien sitkeyttä, jotta ne kestäisivät paremmin stressiä ilman murtumista.
Tutkimus liittyy ORNL:n pitkäaikaiseen työhön SSB-materiaalien parissa. 1990-luvun alussa laboratoriossa kehitettiin lasimainen elektrolyytti, litiumfosforioksinitridi (LiPON), joka on osoittautunut kestäväksi ja sitkeäksi materiaaliksi. LiPON-materiaalin kyky kestää mekaanista rasitusta on avainasemassa sen pitkäikäisyydessä.
ORNL:n tutkimus korostaa kiinteäaineakkujen kestävyyteen ja tehokkuuteen vaikuttavien tekijöiden ymmärtämisen merkitystä. Tutkimus tarjoaa tieteen yhteisölle suuntaviivoja siitä, miten mekaniikan näkökulma tulisi ottaa huomioon uusia akkuja suunniteltaessa.
Tutkimus on saanut rahoitusta Yhdysvaltain energiaministeriöltä.
Kuva: AdobeStock
Elektroniikka- ja kodinkonekaupan yhdistys ETKOn lukujen mukaan Suomessa myytiin heinä-syyskuussa reilut 636 tuhatta puhelinta, mikä on 4,4 prosenttia enemmän kuin vuotta aikaisemmin. Rahassa mitattuna myynnin arvo sen sijaan laski 1,6 prosenttia.
Tulevaisuuden autot nojaavat yhä tiukemmin nopeaan datansiirtoon. Tämän dataväylän pitää perustua standardiin. Sellainen on PCIe-väylä, kertoo Microchip.
