Инженеры попытались промывать и покрывать катоды аккумуляторов специальным раствором, и это может значительно повысить производительность и долговечность батарей в будущем
Фото: freepik.com
Однако одним из главных вызовов, с которым сталкиваются разработчики аккумуляторов, является увеличение плотности энергии и долговечности аккумуляторных элементов. Особенно тех, которые используют материалы с высоким содержанием никеля (Ni) в качестве катодов.
Катоды имеют много преимуществ, таких как высокая емкость и низкая стоимость. В то же время они имеют существенный недостаток — склонность к быстрой деградации из-за своей высокой реакционной способности к взаимодействию с окружающей средой. Это приводит к образованию нежелательных соединений лития на поверхности катода и вредных побочных реакций с электролитом — жидкостью, которая транспортирует электрический заряд внутри аккумулятора.
Читайте также: Создан гравитационный аккумулятор, который может заменить обычные: как работает
Чтобы преодолеть эту проблему, ученые из Университета Ханянг в Сеуле (Южная Корея) разработали простое, но эффективное решение: промывка катодов водой, которая содержит растворенные ионы кобальта (Co).
Этот процесс удаляет избыток лития с поверхности катода и создает тонкий, равномерный, богатый кобальтом слой, который действует как защитный экран. Этот слой предотвращает непосредственный контакт катода с электролитом, таким образом уменьшая вероятность дальнейшей деградации.
Ученые также добавили фторовое покрытие на промытый катод, что еще больше повысило стабильность и безопасность аккумуляторной батареи. Оно предотвращает расщепление солей электролита и образование пузырьков газа, которые могут вызвать разбухание и даже взрыв аккумулятора.
Процесс образования богатого Co-слоя на поверхности катода. Фото: nature.com
Вам может быть интересно: Ученые разрабатывают технологию телепортации данных с помощью света
Новую технологию проверили на нескольких катодах с высоким содержанием никеля, значительно улучшив их производительность и срок службы. Обработанные катоды сохранили более 90% своей первоначальной емкости после 500 циклов, по сравнению с менее чем 80% для необработанных. Они также показали более высокую плотность энергии и меньшее газообразование, чем обычные катоды.
Разработчики надеются, что их методика поможет создать более эффективные и надёжные аккумуляторы для различных применений, особенно для электромобилей и крупной электроники.
Напомним, исследователи создали метод равномерного теплоотвода в батареях. И благодаря увеличению площади, которая охлаждается, аккумуляторы должны стать более безопасными и эффективными в работе.
Ознакомьтесь с другими популярными материалами:
Создана беспроводная зарядка, которую можно имплантировать в тело
Ученые создали синаптический транзистор, имитирующий человеческий мозг
Ученые создали летающего робота, который тушит пожары: как выглядит
По материалам Interesting Engineering
Telegram
Viber