Літієві акумулятори стали потужнішими завдяки цікавому матеріалу: що впровадили вчені
Інженери австралійської компанії Altech Batteries змогли збільшити ємність літій-іонних акумуляторів більш ніж на 40% і значно подовжити їхній термін служби. Ключем до прориву стало використання кремнію, покритого спеціальною "бронею" з оксиду алюмінію.
Відомо, що кремній теоретично може зберігати в 10 разів більше іонів літію, ніж графіт. Однак його практичному застосуванню заважав один дефект: під час заряджання кремній розбухає на 300%, що призводить до його розтріскування і швидкої втрати ємності. Нова технологія Silumina Anodes™ вирішує цю проблему, пише Alcircle.
Замість того щоб повністю замінювати графіт, інженери Altech запропонували гібридний підхід. Вони беруть частинки кремнію, покривають їх найтоншим шаром оксиду алюмінію (глінозему) і надають їм сферичної форми. Ці крихітні броньовані сфери потім додають у традиційний графітовий анод у пропорції всього 5%.
Така конструкція дає змогу кремнію вільно розширюватися і стискатися всередині своєї захисної оболонки, не руйнуючи водночас загальної структури анода. Це і є вирішення проблеми, що обмежувала потенціал кремнію.
Тести і практика
Результати вражають. Початкова ємність анода з 5-відсотковою добавкою кремнію зросла з 350 мАгод/г (у чистого графіту) до 500 мАгод/г — тобто більш ніж на 40%. Підвищилася і довговічність. Навіть після 500 циклів зарядки-розрядки анод зберіг 88,5% своєї ємності, яка залишилася на рівні 420 мАг/г.
Такий приріст в аноді означає збільшення загальної енергоємності всієї батареї на 20-25%. Для кінцевого споживача рішення запропонує важливі переваги. Наприклад, в електромобілях можна або збільшити запас ходу на 20-25% за того ж розміру батареї, або зробити акумулятор легшим і дешевшим, зберігши нинішній пробіг. А смартфони, ноутбуки та дрони зможуть працювати значно довше від одного заряду.
Технологія вже вийшла з лабораторії: Altech запустила пілотний завод у Німеччині, який виробляє промислові партії нового матеріалу.
Раніше Фокус писав, що натрій-іонні батареї вирішать 3 важливі проблеми електромережі. Компанія Aeson Power представила передові енергетичні модулі на базі натрій-іонних акумуляторів. Вони покликані замінити застарілі свинцево-кислотні та дорогі літій-іонні аналоги в системах резервного живлення.