Технология такой литий-ионной батареи, которая не только имеет большую ёмкость, но также быстро заряжается и эффективно работает, всё еще остается мечтой, однако исследователи теперь находятся ближе к её достижению, чем когда-либо прежде.
Международная команда учёных, действующая на базе Научно-технического университета Китая (UTSC), опубликовала во вчерашнем выпуске Science детали конструкции анодного материала, способного сделать подобные идеальные батареи реальностью.
В своем поиске материала, который может осуществить прорыв в производительности батарей и, при этом соответствовать технологиям и требованиям промышленного производства, исследователи обратились к черному фосфору.
Конструкторы электродов от него обычно отказываются из-за тенденции чёрного фосфора к деформации вдоль слоистых краёв, что делает перенос ионов лития крайне неэффективным. Однако, в UTSC нашли как стабилизировать материал: для этого его скомбинировали с графитом, с которым слой чёрного фосфора образует химические связи, препятствующие проблемным краевым изменениям.
Решить ещё одну проблему — накопление на поверхности анода продуктов распада электролита, мешающих ионам лития попадать внутрь — удалось, покрыв электрод тонким слоем полимерного геля.
Полученный композитный анод в испытаниях восстановил 80% полной ёмкости менее, чем за 10 минут и продемонстрировал стабильную службу на протяжении 2000 циклов при комнатной температуре.
«Если удастся наладить крупномасштабное производства этого материала, обновленный с его применением графитовый анод сможет привести нас к быстрозаряжающейся литий-ионной батарее удельная энергоёмкостью которой превысит 350 Вт-час на килограмм», — утверждают авторы.
Электромобиль с такой батареей может проехать 600 миль без подзарядки. Для сравнения, аккумулятор коммерческой Tesla Model S позволяет ей преодолеть лишь 400 миль.
Загрузка ...
