Электрокары будут ездить дольше на одном заряде: придуман "самовосстанавливающийся" аккумулятор

Ученые из SINTEF разрабатывают новое поколение аккумуляторов для электромобилей, которые будут более устойчивыми, дешевыми и невероятно эффективными, пишет interestingengineering.com.

Кстати, никелевые аккумуляторы могут произвести революцию на рынке электромобилей, обеспечивая более длительные пробеги.

Аккумулятор с многослойной конструкцией "сэндвич" имеет верхний катодный и нижний анодный слой. Исследователи утверждают, что создали "рецепт" для будущей технологии аккумуляторов, выбрав некоторые из лучших, самых дешевых и наименее вредных для окружающей среды сырьевых материалов. Эти аккумуляторы позволят ездить на электромобиле дольше без подзарядки и заряжать его быстрее.

В предлагаемой конструкции верхний катодный слой использует LNMO (литий-никель-марганцевый оксид). LNMO считается более экологически чистым материалом, поскольку он не содержит кобальта и использует меньше лития и никеля, чем существующие катоды. Материал катода LNMO обеспечивает высокое среднее напряжение без сбоев. Он также имеет высокую плотность энергии, что означает, что он может создавать больше энергии в меньшем объеме, так что батарея имеет больший диапазон.

Анод батареи состоит из кремний-графитового композита. Кремний увеличивает энергоемкость, поглощая больше ионов лития. С другой стороны, графит обеспечивает структурную поддержку и долговечность, продлевая срок службы батареи.

Однако кремниевые аноды имеют проблему разбухания и разрушения. Ученые решили эту проблему, используя стабильность графита, чтобы батареи имели наилучшую возможную долговечность и срок службы. Такие энергоэффективные, высокоемкие аноды играют решающую роль в улучшении производительности батареи.

Чтобы сохранить структуру батареи, исследователи используют специальные связующие и сепараторы. Связующие выполняют функцию сохранения структуры электродов и обеспечения того, чтобы материалы оставались правильно сцепленными и упорядоченными. Сепараторы помогают поддерживать физическое разделение между электродами, тем самым предотвращая короткие замыкания. Кроме того, эти сепараторы и связующие обладают способностью к самовосстановлению. Связующие и сепараторы позволяют батареям защищать и восстанавливать себя, что, в свою очередь, помогает продлить срок их службы.

Несмотря на значительный прогресс, технология батарей все еще находится в процессе совершенствования и подготовки к выпуску на рынок.

"Недавно мы завершили разработку электролита и испытали его в прототипе первого поколения. Теперь мы сосредоточили внимание на втором поколении прототипов ячеек, которые будут обеспечивать более высокую плотность энергии и использовать еще более крупные ячейки. Это, в свою очередь, даст батареям еще лучшую производительность и эффективность", — отметили ученые.

Ранее мы писали, что в Китае представили инновационный ядерный аккумулятор. По словам ученых, ядерная батарея Candle Dragon One продемонстрировала в десять раз большую плотность энергии, чем у обычных литий-ионных аккумуляторов.