Дешевая батарея смогла достичь высокой плотности энергии 820 Вт*ч/кг: как это удалось

Ученые из Национального университета Йокогамы (Япония) создали альтернативу аккумуляторным батареям на основе никеля и кобальта для электромобилей. Об этом пишет interestingengineering.com

Марганец в аноде используется для создания аккумуляторной батареи с высокой плотностью энергии, которая является как экономически эффективной, так и устойчивой.

После тщательного изучения LiMnO2 в его различных формах с использованием рентгеновской дифракции, сканирующей электронной микроскопии и электрохимических методов команда обнаружила, что моноклинный слоистый домен активирует структурный переход LiMnO2 в шпинелеподобную фазу. Моноклинная система — это тип групповой симметрии твердой кристаллической структуры.

Из этого открытия следует, что наноструктурированный LiMnO2 с моноклинными слоистыми доменными структурами и большой площадью поверхности был напрямую синтезирован с использованием простой твердотельной реакции. Реакция не имеет промежуточных стадий и может быть напрямую синтезирована из двух компонентов с использованием процесса прокаливания.

Тестирование после синтеза показало, что батарея с электродом LiMnO2 достигла плотности энергии 820 Вт*ч на кг. Плотность энергии аккумулятора на основе никеля, к примеру, составляет 750 Вт*ч на кг. А вот батареи на основе лития имеют еще более низкую плотность энергии — 500 Вт*ч на кг.

Растворение марганца, либо из-за фазовых изменений, либо из-за реакции с кислотным раствором, все еще может происходить. Однако исследователи планируют решить эту проблему с помощью высококонцентрированного раствора электролита и покрытия из фосфата лития.

Ученые уверены, что их разработка конкурентоспособна по сравнению с существующими вариантами, устойчива в производстве и экологически безопасна в долгосрочной перспективе. Они надеются на коммерциализацию своей технологии и ее использования в электромобильной промышленности.