Замена литию уже тут: батареи лишили главной проблемы за счет простого минерала

Натрий-ионные АКБ — это многообещающая альтернатива литию, поскольку натрий — более дешевый и распространенный ресурс. Однако катоды таких батарей быстро разрушались при контакте с воздухом и влагой. Новая разработка Токийского научного университета способна исправить этот дефект, пишет EurekAlert.

В чем секрет кальция

Эксперты работали с одним из самых перспективных катодных материалов для натрий-ионных батарей со сложной формулой. В его составе они предложили заменить некоторую часть ионов натрия аналогичными частицами кальция. Этот процесс, известный как "легирование", привел к поразительным результатам.

Оказалось, что при контакте с воздухом ионы кальция спонтанно мигрируют на поверхность катода, образуя тонкий, но прочный слой. Это покрытие эффективно защищает катод от разрушительных химических реакций. Если обычный NFM-катод после двух дней на воздухе терял 35% своей емкости, то его аналог с добавкой кальция не потерял ее совсем. Кроме того, легирование улучшило кристаллическую структуру материала и увеличило расстояние между слоями, что положительно сказалось и на производительности.

Важность открытия

В результате благодаря этой модификации станут возможны долговечные и стабильные натрий-ионные аккумуляторы, которые не боятся контакта с воздухом и влагой, в том числе на этапе производства. Это значительно упрощает и удешевляет их сборку. А это — ключ к массовому внедрению таких АКБ. К тому же и натрий, и кальций — это недорогие элементы, которые нетрудно добывать.

Лучше всего они подходят для стационарных систем хранения энергии — домашних аккумуляторов и промышленных накопителей для солнечных и ветряных электростанций, где важны не столько размеры, сколько цена и безопасность.

Раньше Фокус сообщал про 5 мощных материалов, способных заменить литиевые аккумуляторы. Технологический институт Нью-Джерси (NJIT, США) сообщил об обнаружении новых пористых материалов, которые являются доступной и экологичной альтернативой литий-ионным аккумуляторам.