Новое поколение батарей позволит электромобилям проезжать больше на одном заряде

Южнокорейские учёные разработали технологию, которая позволяет быстро заряжать аккумуляторы электромобилей без потери долговечности.Работа была проведена исследователями из Корейского института науки и технологий (KAIST) совместно с компанией LG Energy Solution, сообщает ZME Science.Учёные представили литий-металлический аккумулятор, который способен набрать от 10% до 80% заряда примерно за 15 мин. Для сравнения большинство современных авто всё ещё работает на литий-ионных батареях, которые хоть и остаются надёжными, но уже исчерпывают свой потенциал.Хранение энергии в таких батареях происходит в графитовой структуре на аноде. Именно она ограничивает возможности аккумулятора. В новых разработках анод состоит из тонкого слоя чистого лития, что существенно повышает плотность энергии и увеличивает запас хода.Долгое время быстрая зарядка считалась опасной из-за появления дендритов. Это иглообразные наросты на аноде, которые могут привести к замыканию или возгоранию. Они также уменьшают ёмкость и срок службы батареи.Команда под руководством профессора кафедры химической и биомолекулярной инженерии в KAIST Хи Така Кима выяснила, что дендриты возникают из-за неравномерной когезии металлического лития во время интенсивного тока.Для исследования использовали криогенную электронную микроскопию, которая позволила увидеть образование кристаллических участков размером 5-8 нм.Чтобы предотвратить это, учёные протестировали разные электролиты и остановились на жидком варианте. Он подавляет рост дендритов даже во время быстрой зарядки. Лучшие результаты показали электролиты со слабыми химическими связями с анионами лития.По результатам испытаний мощный аккумулятор с этим электролитом зарядился от 5% до 70% за 12 мин и выдержал более 350 циклов. Другая высокоэнергетическая версия с плотностью 386 Вт·ч/кг достигла уровня от 10% до 80% за 17 мин и выдерживала 180 циклов."Это исследование стало ключевой основой для преодоления технических проблем, связанных с литий-металлическими аккумуляторами, благодаря пониманию структуры межфазного интерфейса. Оно преодолело главную преграду на пути внедрения литий-металлических аккумуляторов для электромобилей", - пояснил профессор Хи Так Ким.