Літієві батареї можуть прослужити на 750% довше за допомогою води: що зробили вчені
За словами дослідників, завдяки новому захисному шару акумулятор зберіг 93,3% своєї ємності навіть після 300 циклів заряду-розряджання.
Вчені з Корейського інституту передових технологій (KAIST) досягли істотного прориву, збільшивши термін служби літій-металевих акумуляторів приблизно на 750% з використанням води. Про це пише Mirage News.
Як зазначають у виданні, традиційні технології створення захисного шару передбачають нанесення поверхневого покриття на металевий літій для створення штучного шару взаємодії з електролітом. Ці технології засновані на токсичних процесах і вимагають дорогих матеріалів, що обмежує термін служби металевих літієвих анодів.
Щоб усунути ці обмеження, вчені запропонували захисний шар із порожнистих нановолокон, здатний контролювати зростання літій-іонів як фізичними, так і хімічними способами. Цей захисний шар був виготовлений за допомогою екологічно чистого процесу електропрядіння з використанням гуарової камеді, витягнутої з рослин, як основного матеріалу та води як єдиного розчинника.
Повідомляється, що захисний шар із нановолокон ефективно контролював оборотні хімічні реакції між електролітом та іонами літію. Порожнини всередині волокон пригнічували випадкове накопичення іонів літію на поверхні металу, стабілізуючи межу розділу між поверхнею літієвого металу та електролітом.
За даними дослідників, літій-металеві аноди з цим захисним шаром продемонстрували приблизно 750% збільшення терміну служби порівняно зі звичайними літій-металевими анодами. Батарея зберегла 93,3% своєї ємності навіть після 300 циклів заряду-розряду.
"Використовуючи як фізичні, так і хімічні захисні функції, ми змогли більш ефективно спрямовувати оборотні реакції між металевим літієм і електролітом і пригнічувати ріст дендритів, що призвело до отримання літій-металевих анодів з безпрецедентними характеристиками терміну служби", — заявив професор Іл-Ду Кім.
Крім того, вчені заявили, що новий захисний шар повністю розкладається в ґрунті приблизно за місяць. Це означає, що його можна використовувати для створення екологічно чистих акумуляторів наступного покоління.
Нагадаємо, американський стартап Inlyte Energy оголосив, що його залізо-натрієві хімічні елементи продемонстрували стабільне циксування в батареях комерційного розміру і готові до масштабування.
Зі свого боку вчені з Університету Далхаузі досліджували новий тип літій-іонного акумулятора з монокристалічним електродом, виявивши, що він може витримувати понад 20 000 циклів заряду-розряджання, перш ніж його місткість скоротитися до 80% від початкової.