Новий матеріал зберігає 80% ємності акумуляторів після сотень циклів: це рекорд

Дослідники з JAIST розробили анодний напівелемент. Він показав чудові електрохімічні характеристики та циклічну стабільність. Про це повідомляє Interesting Engineering.

Зростання світового попиту на електронні пристрої та електромобілі зумовлює необхідність виробництва потужних акумуляторних батарей із вищою ефективністю, продуктивністю та безпечним зберіганням. Літій-іонні акумулятори залишаються найкращим вибором упродовж більш ніж трьох десятиліть, проте їхня висока вартість і нерівномірне географічне поширення створюють проблеми. Натрій-іонні акумулятори перетворилися на перспективних конкурентів завдяки широкій доступності свого основного компонента, економічній ефективності та високому електрохімічному потенціалу.

Залишаються деякі проблеми, що перешкоджають популярності натрій-іонних комірок на ринку порівняно з літій-іонними. Перша з них полягає в тому, що іонний радіус натрію більший, ніж у літію, що призводить до повільної кінетики іонів і ускладнення фазової стабільності та утворення міжфазних кордонів. Друга — в розробці електродів, які добре працюють як з літій-іонними батареями, так і з натрій-іонними. Вчені JAIST взялися за це дослідження, щоб поліпшити продуктивність і стабільність електродів.

Вони створили нову щільно функціоналізовану і водорозчинну полі(іонну рідину), полі(оксикарбонілметилен 1-аліл-3-метилімідазолій) — PMAI, — і перевірили її зв'язувальну здатність для акумуляторів обох типів. Анодний напівелемент на основі PMAI показав чудові електрохімічні характеристики і циклічну стабільність.

Що стосується тестування, то для перевірки ефективності нового матеріалу PMAI використовували його як сполучний графітового анода і твердого вуглецевого анода в акумуляторах двох видів. Результати показали, що анодний напівелемент на основі PMAI показав виняткові електрохімічні характеристики, високу ємність (297 мАгод г -1 при 1С для літій-іонних батарей і 250 мАгод г -1 при 60 мАгод г -1 для натрій-іонних) та чудову стабільність циклу з 96% збереженням ємності після 200 циклів для натрій-іонних і 80% збереженням ємності після 750 циклів у літій-іонних.

"Цей клас матеріалів буде прийнятий у системах зберігання енергії зі швидкою зарядкою для комерційних додатків, оскільки ця сполучна речовина сприяє поліпшенню дифузії іонів натрію. Дослідження сприятиме розробці більш досконалих матеріалів, прокладаючи шлях для нових електронних пристроїв і електромобілів, що працюють на іонах натрію", — додали вчені.

Раніше ми писали, що інженер перетворив акумулятор електромобіля на портативну зарядну станцію. Винахідник використав модуль Spark EV, інвертор, BMS, які помістив у дерев'яний корпус. Пристрій може живити електроплиту, холодильник та інші гаджети.