Нікелеві батареї стануть потужним апгрейдом для електрокарів: як усунули їхню головну ваду
Акумулятори з високим вмістом нікелю вважаються майбутнім електромобілів завдяки їхній високій щільності енергії. Але досі їхнє впровадження гальмувала проблема швидкої деградації. Корейські вчені з KAIST уперше знайшли фундаментальну причину цього явища і запропонували рішення.
Дослідники виявили, що добавка до електроліту, яку раніше вважали корисною, насправді руйнує структуру батареї зсередини. Це відкриття допоможе створити нове покоління надійних і довговічних акумуляторів для електрокарів, пише Tech Xplore.
У чому був дефект
Винуватцем виявилася добавка сукцинонітрил (CN4), яку традиційно впроваджували в електроліт для поліпшення стабільності. Однак у випадку з високонікелевими катодами вона повела себе несподівано. Комп'ютерне моделювання показало, що молекули CN4 занадто сильно зв'язуються з іонами нікелю на поверхні катода.
Цей зв'язок руйнує захисний шар, який має формуватися на поверхні електрода. У результаті структура катода спотворюється, а іони нікелю починають "вимиватися" в електроліт. Потрапляючи на анод, цей нікель працює як шкідливий каталізатор, прискорюючи розкладання електроліту і витрачання літію, що призводить до стрімкого падіння ємності АКБ.
Результати
Вчені з'ясували, що CN4, який був корисний у старих типах літій-кобальтових акумуляторів, виявився згубним для сучасних нікелевих. Тепер, розуміючи механізм руйнування на молекулярному рівні, команда планує розробити нові добавки, які не будуть агресивно взаємодіяти з нікелем. Це дасть змогу зберегти високу ємність батарей, кратно збільшивши їхній ресурс.
Раніше повідомлялося, що нова батарея вирішує головну проблему електрокарів і "пророкує майбутнє". На техновиставці MWC Doha 2025 дебютувала система, здатна з високою точністю прогнозувати знос акумуляторів і оптимізувати навантаження на енергетичну інфраструктуру.