Новая технология увеличит срок службы литиевых батарей

Наука
Новая технология увеличит срок службы литиевых батарей
11 марта - Глас.ру. Исследователи университета штата Пенсильвании разработали технологию производства перезаряжаемых литиевых аккумуляторов с увеличенной емкостью батареи, повышенной производительностью и безопасностью.

Исследование направлено на увеличение срока службы литиевых батарей и на их более безопасную эксплуатацию, и основано на результатах недавно разработанной технологии, которая называется «интерфаза твердого электролита»(SEI).

Спрос на литиевые батареи с большей емкостью сильно возрос из-за постоянно развивающейся индустрии, производящей электромобили, смартфоны и дроны. Сейчас основным приоритетом ученых является повышение стабильности SEI, поскольку это была критичная проблема, препятствующая развитию технологии.

Слой соли на поверхности литиевого электрода — это изолятор, проводящий ионы лития.

«Этот слой очень важен и образуется в результате реакции между литием и электролитом в батарее» — сообщил Donghai Wang профессор механического и химического машиностроения: «Но его состояние очень нестабильно, что вызывает множество проблем».

Деградация SEI приводит к развитию дендритов, которые представляют собой иглоподобные образования, растущие из литиевого электрода батареи. Такие иглы отрицательно влияют и на производительность и на безопасность.

«Из-за роста межфазного интервала литиевые батареи становятся менее безопасными и выходят из строя», — объясняет профессор Wang: «Суть нашего нового проекта — использовать полимерный композит, чтобы создать лучший SEI».

Усовершенствованный SEI представляет собой химически активный полимерный композит, состоящий из соли лития, наночастиц фторида лития и листов оксида графена. Новая конструкция имеет тонкие слои этих материалов.

«Полимер образует связь с поверхностью лития и не дает ему взаимодействовать с молекулами электролита. Нанолисты композита действуют как механический барьер для предотвращения образования дендритов» — сказал Thomas E. Mallouk профессор химии университета штата Пенсильвании после тестирования новой технологии.

Новая технология также уменьшает вес и стоимость производства литиевых батарей.

«С более стабильным SEI можно удвоить удельную энергию аккумуляторных батарей, при этом они будут работать дольше и безопаснее», — подвел итог Donghai Wang.

Это исследование проводилось при поддержке управления транспортных технологий министерства энергетики США и национального научного фонда.

Ранее Глас.ру писали о том, что ученые нашли ген, отвечающий за негативную реакцию на популярный антибиотик ванкомицин. Простой лабораторный тест сможет сберечь множество жизней пациентов.

Полина Молодцова
автор статьи пожаловаться на статью