Інженери спробували промивати та покривати катоди акумуляторів спеціальним розчином, і це може значно підвищити продуктивність та довговічність батарей у майбутньому
Фото: freepik.com
Однак одним з головних викликів, з яким стикаються розробники акумуляторів, є збільшення щільності енергії та довговічності акумуляторних елементів. Особливо тих, що використовують матеріали з високим вмістом нікелю (Ni) як катоди.
Катоди мають багато переваг, як-от висока місткість та низька вартість. Водночас вони мають суттєвий недолік – схильність до швидкої деградації через свою високу реакційну здатність до взаємодії з навколишнім середовищем. Це призводить до утворення небажаних сполук літію на поверхні катода і шкідливих побічних реакцій з електролітом – рідиною, яка транспортує електричний заряд всередині акумулятора.
Читайте також: Створено гравітаційний акумулятор, який може замінити звичайні: як працює
Щоб подолати цю проблему, вчені з Університету Ханянг у Сеулі (Південна Корея) розробили просте, але ефективне рішення: промивання катодів водою, яка містить розчинені іони кобальту (Co).
Цей процес видаляє надлишок літію з поверхні катода і створює тонкий, рівномірний, багатий на кобальт шар, який діє як захисний екран. Цей шар запобігає безпосередньому контакту катода з електролітом, таким чином зменшуючи ймовірність подальшої деградації.
Науковці також додали фторове покриття на промитий катод, що ще більше підвищило стабільність і безпеку акумуляторної батареї. Воно запобігає розщепленню солей електроліту та утворенню бульбашок газу, які можуть спричинити розбухання та навіть вибух акумулятора.
Процес утворення багатого Co-шару на поверхні катода. Фото: nature.com
Вам може бути цікаво: Вчені розробляють технологію телепортації даних за допомогою світла
Нову технологію перевірили на кількох катодах з високим вмістом нікелю, значно покращивши їх продуктивність та термін служби. Оброблені катоди зберегли понад 90% своєї початкової місткості після 500 циклів, порівняно з менш ніж 80% для необроблених. Вони також показали вищу щільність енергії та менше газоутворення, ніж звичайні катоди.
Розробники сподіваються, що їхня методика допоможе створити більш ефективні та надійні акумулятори для різних застосувань, особливо для електромобілів і великої електроніки.
Нагадаємо, дослідники створили метод рівномірного тепловідведення в батареях. І завдяки збільшенню площі, яка охолоджується, акумулятори повинні стати більш безпечними та ефективними в роботі.
Ознайомтесь з іншими популярними матеріалами:
Створено бездротову зарядку, яку можна імплантувати в тіло
Вчені створили синаптичний транзистор, який імітує людський мозок
Вчені створили літаючого робота, який гасить пожежі: як виглядає
За матеріалами Interesting Engineering
Telegram
Viber