Секрет долговечных батарей раскрыт: как ученые сделали их мощнее и безопаснее

Эти открытия, сделанные в Вустерском политехническом институте, решают важные проблемы начального и конечного этапов жизненного цикла батарей. Аккумуляторы следующего поколения станут более надежными, безопасными и экологичными, пишет Interesting Engineering.

Материал для долговечности

Главный недостаток твердотельных аккумуляторов — несовместимость между твердым электролитом и литий-металлическим анодом. Чтобы обойти это ограничение, как правило, внедряют защитные слои, которые делают конструкцию сложнее и дороже. Исследователи пошли иным путем, добавив в электролит железо.

Это небольшая модификация в корне изменила взаимодействие материалов батареи. Теперь они бесшовно контактируют друг с другом без защитного слоя, сохраняя при этом высокую проводимость и стабильность. В результате достигли приличного срока службы: батарея с таким материалом выдержала более 300 циклов перезарядки, сохранив 80% емкости. "Это первая такого рода демонстрация в отрасли", — заявляют авторы исследования.

"Умный" растворитель для лития

Вторая разработка — эффективный и масштабируемый метод переработки высокореактивных литий-металлических анодов. Вместо сложных и опасных процессов специалисты применили нестандартный метод — простую химическую реакцию с ацетоном.

Таким образом, отработанные аноды нетрудно превратить в карбонат лития с чистотой 99,79% — это выше, чем у сырья для новых батарей. Из восстановленного таким способом лития уже удалось создать новые катоды, которые по своим характеристикам не уступают коммерческим аналогам. Это доказывает, что технология готова к промышленному применению и может значительно снизить зависимость от добычи нового лития. Благодаря этому производство станет дешевле и экологичнее.

Раньше Фокус писал, что новая прорывная батарея не оставила шансов литиевым аккумуляторам. Созданы натриевые твердотельные АКБ, эффективно работающие не только при комнатной, но и при отрицательных температурах. Теперь этот тип батарей станет еще более универсальным.