Углеродные нанотрубки, в 100 раз прочнее стали, помогут создать мощные батареи

Исследователи из Корейского научно-исследовательского института электротехнологий (KERI) создали первую в мире технологию производства высокодисперсного порошка углеродных нанотрубок (УНТ). Об этом пишет Interesting Engineering.

Инновация упрощает применение экологически чистой сухой переработки для вторичных батарей, открывая путь к более экологичным энергетическим решениям. Эта инновация сводит к минимуму агрегацию и обеспечивает эффективное диспергирование в сухих процессах за счет управления пучками УНТ, чтобы они оставались разделенными.

УНТ — это новый материал, имеющий электропроводность, близкую к меди, и прочность на разрыв в 100 раз большую, чем у стали. Они состоят из длинных цилиндрических гексагональных углеродных цепей.

Добавление углеродных нанотрубок (УНТ) в качестве проводящей добавки может значительно повысить плотность энергии вторичных батарей. Однако УНТ имеют высокую склонность к агрегации друг с другом, создавая запутанную структуру, которая затрудняет соединение связующих веществ и активных элементов с другими материалами во вторичной батарее.

По словам исследователей, одной из трудностей, с которой сталкивается аккумуляторная промышленность, является необходимость последовательного смешивания УНТ с другими материалами в среде без растворителей, особенно в сухом процессе.

Для решения этих проблем исследовательская группа разработала технологию производства высокодисперсного порошка углеродных нанотрубок (УНТ), которая позволяет преодолеть проблемы агрегации и обеспечивает эффективное диспергирование в сухих процессах.

Развитие хранения энергии

Инновация, достигнутая после многих лет усилий, успешно контролирует остаточное разделение небольших пучков УНТ в порошковой форме. Технология позволяет создавать проводники из длинных одномерных структур УНТ даже в сложных сухих производственных условиях.

Эти высокопроводящие УНТ устраняют необходимость в растворителях и улучшают производительность вторичных батарей, формируя эффективные электрические соединения между внутренними материалами. Это достижение прокладывает путь к производству аккумуляторных ячеек высокой емкости, поддерживая разработку экологически чистых решений для хранения энергии.

"Сухой процесс является экологически чистым, поскольку не использует токсичные растворители, устраняет необходимость в восстановлении растворителя, упрощает процесс и снижает производственные затраты. Вот почему эта технология привлекает внимание мировых производителей электромобилей", — сказали ученые в своем заявлении.

KERI подал заявку на внутренний патент на свою "технологию производства порошка УНТ с высокой дисперсностью" и проводит испытания ее использования в толстопленочных анодах и катодах большой емкости.

Ожидается, что эта инновация привлечет интерес отраслей, разрабатывающих батареи следующего поколения, такие как литий-серные и полностью твердотельные батареи, которые полагаются на сухие процессы. Команда планирует сотрудничать с компаниями, ищущими эту технологию, чтобы облегчить ее передачу и более широкое применение в передовых решениях для батарей.

По словам команды, прогресс прокладывает путь к производству аккумуляторных элементов большой емкости, поддерживая разработку экологически чистых решений для хранения энергии. Достижение также представляет собой значительный шаг вперед в области материаловедения и устойчивой технологии аккумуляторов.

Ранее мы писали, что ученые придумали, как достичь невероятной сверхпроводимости. Исследователи разработали новые твердотельные электролиты со спиральной структурой, которые сделают твердотельные батареи популярными.