Литиевые батареи могут прослужить на 750% дольше с помощью воды: что сделали ученые
По словам исследователей, благодаря новому защитному слою аккумулятор сохранил 93,3% своей емкости даже после 300 циклов заряда-разряда.
Ученые из Корейского института передовых технологий (KAIST) достигли существенного прорыва, увеличив срок службы литий-металлических аккумуляторов примерно на 750% с использованием воды. Об этом пишет Mirage News.
Как отмечают в издании, традиционные технологии создания защитного слоя предусматривает нанесение поверхностного покрытия на металлический литий для создания искусственного слоя взаимодействия с электролитом. Эти технологии основаны на токсичных процессах и требуют дорогостоящих материалов, что ограничивает срок службы металлических литиевых анодов.
Чтобы устранить эти ограничения, ученые предложили защитный слой из полых нановолокон, способный контролировать рост литий-ионов как физическими, так и химическими способами. Этот защитный слой был изготовлен с помощью экологически чистого процесса электропрядения с использованием гуаровой камеди, извлеченной из растений, в качестве основного материала и воды в качестве единственного растворителя.
Сообщается, что защитный слой из нановолокон эффективно контролировал обратимые химические реакции между электролитом и ионами лития. Полости внутри волокон подавляли случайное накопление ионов лития на поверхности металла, стабилизируя границу раздела между поверхностью литиевого металла и электролитом.
По данным исследователей, литий-металлические аноды с этим защитным слоем продемонстрировали примерно 750% увеличение срока службы по сравнению с обычными литий-металлическими анодами. Батарея сохранила 93,3% своей емкости даже после 300 циклов заряда-разряда.
"Используя как физические, так и химические защитные функции, мы смогли более эффективно направлять обратимые реакции между металлическим литием и электролитом и подавлять рост дендритов, что привело к получению литий-металлических анодов с беспрецедентными характеристиками срока службы", — заявил профессор Ил-Ду Ким.
Кроме того, ученые заявили, что новый защитный слой полностью разлагается в почве примерно за месяц. Это значит, что его можно использовать для создания экологически чистых аккумуляторов следующего поколения.
Напомним, американский стартап Inlyte Energy объявил, что его железо-натриевые химические элементы продемонстрировали стабильное циклирование в батареях коммерческого размера и готовы к масштабированию.
В свою очередь ученые из Университета Далхаузи исследовали новый тип литий-ионного аккумулятора с монокристаллическим электродом, выявив, что он может выдерживать более 20 000 циклов заряда-разряда, прежде чем его емкость сократиться до 80% от изначальной.