"Молекулярное разнообразие": ученые нашли способ улучшить литий-металлические батареи

Литий-металлические аккумуляторы уже давно не новинка, но по скорости заряда они все еще проигрывают литий-ионным "собратьям", хотя считаются гораздо надежней и безопаснее их. Поэтому группа ученых из Стэнфорда придумала целую стратегию, как их улучшить, пишет TechExplore. Исследователи пытаются улучшить их характеристики, используя методы наноинженерии, а также альтернативные твердые или жидкие электролиты.

В своей статье научной статье, исследователи представили целую стратегию, новую стратегию разработки высокоэнтропийных электролитов для литий-металлических аккумуляторов, согласно которой теперь можно быстро определить перспективные электролиты, которые значительно улучшают циклическую стабильность батарей при высоких плотностях тока.

По словам авторов научной статьи Санг Чеол Кима и Цзинъян Вана: "Наша стратегия позволяет проектировать электролиты для усовершенствованных литий-металлических батарей за счет увеличения молекулярного разнообразия, что по существу приводит к электролитам с высокой энтропией".

Ключевая цель недавней работы Кима, Вана и их коллег заключается в том, чтобы облегчить разработку электролитов с улучшенными возможностями переноса ионов, которые не ставят под угрозу стабильность литий-металлических батарей. В рамках своего исследования они применили предложенную стратегию, используя методы рассеяния рентгеновских лучей и моделирование молекулярной динамики (т. е. компьютерное моделирование молекулярных систем). Это позволило им определить характеристики, которые делают электролиты для литий-металлических аккумуляторов особенно благоприятными, как с точки зрения стабильности, так и с точки зрения ионной проводимости.

"Мы обнаружили, что в слабосольватирующих электролитах энтропийный эффект уменьшает кластеризацию ионов, сохраняя при этом характерные сольватационные структуры, богатые анионами, которые характеризуются синхротронным рассеянием рентгеновских лучей и моделированием молекулярной динамики", — написали ученые в своей статье.

Этот новый подход вскоре может помочь разработать широкий спектр перспективных электролитов для литий-металлических аккумуляторов. В свою очередь такие батареи позволят лучше и дольше работать широкому спектру электроники, включая электроавтомобили и заканчивая гаджетами.

Ранее Фокус рассказывал, что ученые уже нашли замену литиевым батареям. Исследователи из США додумались смешать чистый литий с дешевым натрием и получили достаточно стабильный состав. Вскоре на рынке могут появиться первые гибридные батареи.