Разработан аккумулятор с самой большой плотностью в мире – он вдвое лучше любого другого
Энергетическая плотность электродов приближается к своему пределу, но китайским ученым, похоже, удалось решить эту проблему.
Исследователи Института физики Китайской академии наук в Пекине изготовили перезаряжаемые литий-ионные аккумуляторы типа "пакет" с рекордной энергетической плотностью более 700 Вт·ч/кг, сообщает Physics World. Разработка состоит из катода с высокой емкостью на основе литий-марганцевого оксида и тонкого анода из литиевого металла с высокой удельной энергией.
Если развивать концепцию нового аккумулятора дальше, он может найти применение в таких областях, как электрическая авиация, которая требует гораздо более высоких энергетических плотностей аккумуляторов, чем те, что доступны сегодня.
"Анодный электрод использует ультратонкий металлический литий, соединенный с помощью техники покрытия сепаратора, которая решает неприятную проблему обратного осаждения ультратонкого лития большой поверхностной емкости", — объясняют идею своей работы авторы исследования.
Полученные аккумуляторы имеют гравиметрическую энергетическую плотность 711,3 Вт·ч/кг и объемную энергетическую плотность 1653,65 Вт·ч/л, обе из которых являются самыми высокими среди перезаряжаемых литий-ионных аккумуляторов на основе катода типа интеркаляции.
Ученые утверждают, что их дизайн структуры аккумулятора (включая использование ультратонких коллекторов тока) был адаптирован для минимизации использования вспомогательных материалов и повышения доли активных материалов во всем аккумуляторе.
Сегодня "зеленой индустрии" требуются высокоплотные аккумуляторы, однако литий-ионная технология не способна предложить модели с высокой плотностью и небольшим весом. Литий-ионные аккумуляторы в основном содержат катоды типа интеркаляции (например, LiFePO 4, LiCoO 2 или LiNi x Mn y Co z O 2, x + y + z =1) и аноды на основе графита, и энергетическая плотность этих электродов приближается к своему пределу. Однако, если верить китайским ученым, их разработка позволяет преодолеть эту проблему.
Ранее Фокус рассказывал, что разработан аккумулятор на особом веществе, который позволит активнее продвигать концепцию электросамолетов.