Перевершать звичайні батареї: літій-металеві акумулятори стали стабільнішими та надійнішими
За словами вчених, літій-металеві акумулятори можуть забезпечити значно вищу щільність енергії, ніж традиційні літій-іонні.
Дослідники зі Стенфордського університету представили асиметричні розчинники на основі ефіру, які, як було виявлено, прискорюють заряджання літій-металевих акумуляторів, а також підвищують їхню стабільність і надійність із плином часу. Про це пише Tech Xplore.
Як зазначають у виданні, сьогодні інженери шукають батареї, які швидко заряджаються, мають вищу щільність енергії і служать довше, ніж звичайні літій-іонні акумулятори. Наприклад, вчені з Берлінського центру матеріалів та енергії імені Гельмгольца виявили, що олов'яний пінопласт забезпечує втричі більшу ємність літієвих батарей, ніж традиційний графіт.
Зі свого боку дослідники зі Стенфордського університету зосередилися на технології літій-металевих батарей. Ці батареї мають анод (негативний електрод) з металевого літію. Порівняно з літій-іонними батареями, аноди яких виготовлені з графіту або кремнію, літій-металеві акумулятори можуть забезпечити значно вищу щільність енергії.
Незважаючи на свій потенціал, літій-металеві батареї демонструють повільну окислювально-відновну кінетику і погану оборотність циклювання, що негативно позначається на їхній продуктивності, знижуючи швидкість заряджання та ефективність із плином часу.
Щоб вирішити цю проблему, дослідницька група зайнялася розробкою нового електролітного розчинника. Звичайні розчинники на основі ефіру являють собою сполуки, що містять дві вуглеводневі групи, пов'язані атомами кисню, і є симетричними. Виявивши, що ці симетричні ефірні розчинники сповільнюють швидкість обміну іонами літію, вчені приступили до вивчення асиметричних ефірних розчинників.
Під час початкових експериментів було виявлено, що асиметричні ефірні розчинники, розроблені дослідниками, значно покращують продуктивність і стабільність літій-металевих батарей.
"Симетричні розчинники мають тенденцію блокувати Li+ від анода під дією електричного поля, сповільнюючи перенесення заряду. Навпаки, асиметричні розчинники вибудовуються таким чином, що сприяють більш швидкому відновленню і десольватації Li+", — зазначив провідний автор дослідження Рок Чой.
Нагадаємо, сінгапурський стартап Flint представив акумуляторні батареї на основі целюлози, які, за словами розробників, не перегріваються і повністю розкладаються.