Батареи заработают вдвое быстрее благодаря этому порошку: что придумали ученые
Новые наносульфидные электролитные порошки заставят аккумуляторы электромобилей работать лучше – на 50% больше энергии и на 80% больше срока службы после 5000 циклов использования. Поставки новых материалов уже начались в США.
Об этом сообщает interestingengineering.com.
5-этапный процесс производства таких порошков запатентовала американская компания Ampcera. Технология основана на твердом электролите на основе сульфида, защищенном по стандарту IP (Ingress Protection Code – это классификация способа защиты электрооборудования, которая маркируется международным знаком защиты IP и двум цифрами, первая из которых означает защиту от попадания твёрдых предметов, вторая — от попадания воды).
Компания Ampcera заявляет, что ее материалы станут основой для создания твердотельных батарей нового поколения.
Волшебный порошок
Наносульфидные порошки характеризуются высокой ионной проводимостью и сверхтонкими размерами частиц в сотни нанометров. Благодаря этому они стали ключевым элементом для решения главной проблемы в разработке твердотельных аккумуляторов.
Отметим, что твердотельные батареи считаются альтернативой литий-ионным аккумуляторам. Они более безопасны, так как используют твердые электролиты, а не легковоспламеняющиеся жидкие. Еще твердотельные батареи быстрее заряжаются и демонстрируют более высокую производительность – но при этом они и гораздо более сложные в производстве.
С этими сложностями и удалось справиться компании Ampcera. Ее твердые электролиты выпускаются в трех стандартных диапазонах размеров частиц, каждый из которых отличается высокой ионной проводимостью и чистотой, необходимой для аккумуляторов. В компании поясняют, что такой метод позволит создавать катоды и аноды с более высокой плотностью энергии, а также обрабатывать сверхтонкие слои сепаратора твердого электролита, потенциально толщиной 10 микрон и меньше.
Применение наносульфидных порошков пригодится не только для производства электромобилей и бытовой электроники, но даже и в аэрокосмической и оборонной промышленности.
Компонент для батареи будущего
В основе технологии Ampcera лежит защищенный по стандарту IP твердый электролит на основе сульфида, разработанный для быстрого перемещения литий-ионов. Такие электролиты производятся с использованием фирменного 5-этапного процесса, который, по словам представителей компании, обеспечивает высокую чистоту и постоянную производительность.
Процесс включает в себя закупку прекурсоров, гомогенизацию материалов, обработку материалов для крупномасштабного производства, оптимизацию размера частиц, а также запатентованный метод упаковки и распределения для защиты материалов от влаги.
Прототипы твердотельных батарей Ampcera продемонстрировали плотность энергии, достигающую более 400 Вт·ч/кг, и емкость до 100 А·ч при проектировании в полном масштабе. Компания также обещает сохранение более 80% емкости менее чем за 15 минут быстрой зарядки в различных климатических условиях.
Также Фокус сообщал, что благодаря усилиям индийских ученых была создана новая батарея без лития. Причем заряжается она очень быстро –натрий-ионный аккумулятор достигает показателя зарядки в 80% всего за 6 минут.
Ранее стало известно, что китайские ученые создали портативную батарею на основе электроактивных микроорганизмов, которая показала возможность самозарядки до 10 циклов. Для такой батареи тоже не нужен литий.