Багатошарові оксидні електроди літій-іонних батарей стають нестабільними під час заряджання, скорочуючи термін їхнього циклу. Дослідники знайшли спосіб покращити структурну стабільність, що подовжило термін служби та скоротило час заряджання
Фото: freepik.com
Серед багатьох типів акумуляторних батарей літій-іонні є одними з найпотужніших і широко застосовуваних. Для їх електричного з’єднання як електродів часто використовують шаруваті оксиди. Однак їхня атомна структура стає нестабільною під час заряджання акумулятора. Зрештою це впливає на термін служби батареї.
Міжнародна група вчених на чолі з Технічним університетом Делфта виявила, що локальний безлад у матеріалі оксидного катода збільшує кількість разів, коли літій-іонні батареї можуть заряджатися і розряджатися.
Читайте також: Вчені створили батарею, яка заряджається за кілька секунд
Результати досліджень
Науковці з’ясували, що шаруватий оксид акуратно впорядкований. Але якщо внести так званий хімічний безлад ближньої дії в цей матеріал за допомогою вдосконаленого методу синтезу, то шаруватий оксид стає більш стабільним під час використання батареї.
Покращена в такий спосіб структура електродів майже подвоїла збереження місткості акумулятора після 200 циклів зарядки/розрядки. Крім того, цей хімічний безлад ближньої дії збільшив перенесення заряду в електроді, що призвело до скорочення часу зарядки.
Вас може зацікавити: Українцям фінансуватимуть встановлення сонячних панелей
Команда продемонструвала ці переваги на комерційних катодах, що добре зарекомендували себе, таких як оксид літію-кобальту (LiCoO2) і оксид літію-нікелю-марганцю-кобальту (NMC811).
Це відкриття може призвести до створення нового покоління акумуляторів із низькою вартістю виробництва і меншим викидом вуглекислого газу. Тепер вчені хочуть з’ясувати, чи можна використовувати ті самі принципи проєктування матеріалів для виготовлення катодів із менш дефіцитної сировини.
Нагадаємо, дослідники з Лінчепінгського університету у Швеції розробили нову екологічно чисту батарею з цинку та лігніну, яку можна використовувати понад 8 000 разів. Ця батарея може допомогти забезпечити електроенергією людей у країнах з низьким рівнем доходу, де електропостачання часто буває ненадійним.
Ознайомтеся з іншими популярними матеріалами:
Науковці винайшли перший у світі «квантовий напівпровідник»
Microsoft відкрила новий матеріал, який замінить звичайні акумулятори
Створено акумулятор, який заряджається за лічені хвилини
За матеріалами SciTechDaily
