В США разработали «водный» электролит, который упростит производство литиевых аккумуляторов и сделает их дешевле

При производстве литийсодержащих аккумуляторов вода в их составе должна быть в следовых количествах, иначе батареи быстро выходят из строя. Это делает производство литиевых аккумуляторов сложнее и дороже, с чем разработчики категорически не готовы мириться и ищут новые подходы.

Специалисты Аргоннской национальной лаборатории Министерства энергетики США (DOE) решили изучить молекулярное поведение воды в ряде солёных сред — электролитов — в составе литийсодержащих аккумуляторов, для чего был использован один из местных суперкомпьютеров. С помощью моделирования учёные хотели в деталях понять все процессы, которые сопровождают воду в электролитах при взаимодействии с катодами и анодами батарей.

Моделирование показало, что наиболее губительные для электродов процессы происходят при соединении нескольких молекул воды в «нанолужицы», после чего возникают окислительные реакции и начинается деградация электродов. Если молекулы воды изолировать друг от друга, что можно сделать, подобрав состав солей для электролита, то вода в литийсодержащих аккумуляторах не ухудшает его характеристик. Более того, производство литийсодержащих аккумуляторов на водных электролитах сделает их чище экологически, и это будет проще и дешевле, чем сейчас.

Данные по исследованию учёные опубликовали в журнале ACS Applied Materials & Interfaces. Изготовление аккумуляторных ячеек на «водных» электролитах для проверки теории было проведено в лаборатории на установке по анализу, моделированию и прототипированию ячеек (CAMP) и показало многообещающие перспективы.