Дослідники з Південної Кореї оголосили про значний прорив у технології акумуляторів, який може суттєво збільшити запас ходу електромобілів та зменшити проблеми з продуктивністю в холодну погоду.
Новий безанодний літій-металевий акумулятор, який майже вдвічі збільшує щільність енергії без збільшення розміру акумулятора, був представлений у пресрелізі. Команда вчених з POSTECH досягла щільності енергії 1270 Вт·год/л, що майже вдвічі перевищує можливості сучасних літій-іонних акумуляторів, які зазвичай мають щільність енергії близько 650 Вт·год/л.
Які переваги нового акумулятора?
Для досягнення цього показника дослідники використовували архітектуру літій-металевої батареї без анода. У цій конструкції традиційний графітовий анод повністю видалено, а іони літію, що зберігаються в катоді, мігрують під час заряджання та осідають безпосередньо на мідному струмозбірнику. Відсутність анода звільняє внутрішній простір, що дозволяє розмістити більше активного матеріалу в тому ж об’ємі.
Які проблеми залишаються невирішеними?
Попри численні переваги, безанодні літій-металеві акумулятори стикаються з певними обмеженнями. Однією з найбільших проблем є нерівномірне осадження літію під час заряджання, що може призвести до короткого замикання. Ще одним недоліком є швидка деградація акумуляторів.
Щоб подолати ці обмеження, вчені розробили комбінований підхід, використовуючи оборотний хазяїн та спеціально розроблений електроліт. Оборотний хазяїн являє собою полімерний каркас, вбудований у рівномірно розподілені наночастинки срібла. Розроблений електроліт утворює стабільний поверхневий шар, що складається з Li₂O та Li₃N, на металевому літії, що пригнічує утворення дендритів та дозволяє іонам літію ефективно рухатися. Разом ці два компоненти стабілізують відкладення літію та захищають акумулятор під час багаторазової експлуатації.
“Ця робота є значним проривом, оскільки одночасно вирішує проблеми ефективності та терміну служби безанодних літій-металевих акумуляторів”, — наголосив професор Суджин Парк.
Нагадаємо, китайський розробник твердотільних акумуляторів WeLion New Energy також заявив про лабораторний прорив, який може змінити майбутнє електромобілів. Вчені Японії експериментально продемонстрували, що натрій-іонні акумулятори мають вищу швидкість заряджання, ніж стандартні літій-іонні.
