Рекорд среди аккумуляторов: новая батарея сохраняет вдвое больше энергии, чем аналоги

Новый безанодный литий-металлический аккумулятор, который почти вдвое увеличивает плотность энергии без увеличения размера аккумулятора. Об этом говорится в пресс-релизе.

Сообщается, что команда ученых из POSTECH достигла плотности энергии 1270 Вт-ч/л. Этот показатель почти вдвое превышает возможности современных литий-ионных аккумуляторов, используемых в электромобилях. Их плотность энергии обычно составляет около 650 Вт-ч/л.

Чтобы добиться этого, исследователи использовали архитектуру литий-металлической батареи без анода. В этой конструкции традиционный графитовый анод полностью удален. Вместо этого ионы лития, хранящиеся в катоде, мигрируют во время зарядки и оседают непосредственно на медном токосборнике. Отсутствие анода освобождает внутреннее пространство, что позволяет разместить больше активного материала в том же объеме

Несмотря на ряд преимуществ, безанодные литий-металлические аккумуляторы имеют определенные ограничения. Одной из самых больших проблем является неравномерное осаждение лития во время зарядки, что может вызвать короткое замыкание. Еще один недостаток таких аккумуляторов — быстрая деградация.

Чтобы преодолеть эти ограничения, ученые разработали комбинированный подход, используя обратимый хозяин и специально разработанный электролит. Оборотный хозяин представляет собой полимерный каркас, встроенный в равномерно распределенные наночастицы серебра.

Важно Прощайте китайские аккумуляторы: в Европе создали первую собственную натриевую батарею

Разработанный электролит добавляет еще один слой защиты. Он образует стабильный поверхностный слой, состоящий из Li₂O и Li₃N, на металлическом литии. Этот слой подавляет образование дендритов, одновременно позволяя ионам лития эффективно двигаться. Вместе эти два компонента стабилизируют отложения лития и защищают аккумулятор во время многократной эксплуатации.

"Эта работа является значительным прорывом, поскольку одновременно решает проблемы эффективности и срока службы безанодных литий-металлических аккумуляторов", — отметил профессор Суджин Парк.

Фокус также сообщал, что ученые Японии экспериментально продемонстрировали, что натрий-ионные аккумуляторы имеют более высокую скорость зарядки, чем стандартные литий-ионные.