Сохранит 97% емкости после 100 циклов: ученые создали улучшенную литий-ионную батарею

Группа ученых под руководством профессора Донгвука Хана из Сеульского национального университета науки и технологий в Южной Корее разработала инновационную технологию для улучшения литий-ионных аккумуляторов. Об этом говорится в пресс-релизе, опубликованном на сайте PR Newswire.

Сообщается, что ученые модифицировали катоды LNMO (литий-никель-марганцевого оксида) для увеличения срока службы, стабильности и плотности энергии литий-ионных батарей. LNMO считается перспективным материалом для высоковольтных катодов, но ему свойственно нежелательные побочные реакции, снижающее его производительность, такие как разложение электролита.

Для повышения производительности катодов LNMO профессор Донгвук Хан и его команда представили двойной инженерный подход. Ученые спроектировали Li-вакантные подповерхностные пути для улучшения миграции ионов лития и защитный слой, обогащенный K₂CO₃, для защиты катода от разложения электролита.

"Синергетический эффект этих слоев приводит к замечательной производительности электрохимического цикла заряда/разряда и повышенной термической стабильности катодов LNMO", — заявил Донгвук Хан.

Сначала обычные катоды LNMO (R-LNMO) были синтезированы с использованием соосажденных гидротермальных реакций, а затем твердофазных реакций. Затем подготовленные катоды R-LNMO подвергли поверхностной модификации путем обработки частиц водным раствором KOH. Это привело к образованию поверхностно-модифицированных LNMO (LNMO_KOH).

В ходе тестирования улучшенные катоды показали разрядную емкость примерно в 110 мАч/г с 97% сохранением емкости после 100 циклов, что является заметным улучшением по сравнению с разрядной емкостью 89 мАч/г и 91% сохранением необработанных катодов LNMO. Более того, материал продемонстрировал потенциал для более быстрой зарядки.

"Наша технология не ограничивается LNMO, но может также применяться к коммерческим катодным материалам, включая высокопроизводительные Li[Ni1-y-zCoyMnz]O2 (NMC) и LiFePO4 (LFP). Мы считаем, что это будет способствовать расширению применения батарей в крупногабаритных электромобилях и системах хранения энергии, обеспечивая высокую плотность энергии и исключительную безопасность", — заключил профессор Хан.

Напомним, группа исследователей из Йельского университета разработала инновационный "дырявый" аккумулятор, который сгибается на 180 градусов и пропускает воздух.

В свою очередь ученые из Американского химического общества разработали улучшенную алюминиево-ионную батарею.